Uhin milimetrikoa(mmWave) 10 mm (30 GHz) eta 1 mm (300 GHz) arteko uhin-luzera duen espektro elektromagnetikoko banda da.Telekomunikazioen Nazioarteko Batasunak (ITU) oso maiztasun handiko (EHF) banda deitzen zaio.Uhin milimetrikoak mikrouhinen eta infragorrien uhinen artean kokatzen dira espektroan eta abiadura handiko hari gabeko komunikazio aplikazioetarako erabil daitezke, hala nola, puntuz puntu backhaul loturetarako.
Makro-joerek datuen hazkundea bizkortzen dute
Datu- eta konektibitate-eskari global gero eta handiagoa dela eta, gaur egun hari gabeko komunikaziorako erabiltzen diren maiztasun-bandak gero eta jendetsuagoak dira, uhin milimetrikoen espektroaren barruan maiztasun handiagoko banda-zabalera atzitzeko eskaria bultzatuz.Makro-joera askok datu-gaitasun eta abiadura handiagoaren eskaria bizkortu du.
1. Big datak sortutako eta prozesatutako datu kopurua eta motak esponentzialki handitzen ari dira egunero.Mundua segunduro datu kopuru handien abiadura handiko transmisioan oinarritzen da hainbat gailutan.2020an, pertsona bakoitzak 1,7 MB datu sortu zituen segundoko.(Iturria: IBM).2020aren hasieran, datuen bolumena globala 44ZB (Munduko Ekonomia Foroa) zela kalkulatu zen.2025erako, datu globalak sortzea 175 ZB baino gehiagora iritsiko dela espero da.Beste era batera esanda, datu kopuru handia biltegiratzeko egungo disko gogor handienetako 12.500 milioi behar dira.(International Data Corporation)
Nazio Batuen kalkuluen arabera, 2007a izan zen hiriko biztanleria landa-biztanleria gainditzen zuen lehen urtea.Joera hori etengabea da, eta 2050erako munduko biztanleriaren bi heren baino gehiago hiriguneetan bizitzea espero da.Horrek gero eta presio handiagoa eragin du telekomunikazio- eta datu-azpiegituretan populazio trinkoko eremu horietan.
3. Mundu mailako krisi multipolarrak eta ezegonkortasunak, pandemietatik hasi eta nahaste politikoetara eta gatazketara, esan nahi du herrialdeak gero eta irrikaz gehiago daudela beren burujabetza gaitasunak garatzeko, ezegonkortasun globalaren arriskuak arintzeko.Mundu osoko gobernuek beste eskualde batzuetako inportazioekiko menpekotasuna murriztea eta etxeko produktuak, teknologiak eta azpiegiturak garatzea espero dute.
4. Munduan karbono isuriak murrizteko egiten diren ahaleginekin, teknologiak aukera berriak zabaltzen ari da karbono handiko bidaiak minimizatzeko.Gaur egun, bilerak eta hitzaldiak sarean egin ohi dira.Prozedura medikoak ere urrunetik egin daitezke zirujaurik ebakuntza-gelara etorri beharrik gabe.Latentzia baxuko datu-korronte ultra azkar, fidagarri eta etenik gabekoek soilik lor dezakete eragiketa zehatz hori.
Makro-faktore hauek mundu osoan gero eta datu gehiago biltzea, transmititzea eta prozesatzea bultzatzen dute eta, gainera, abiadura handiagoan eta latentzia minimoarekin transmititzea eskatzen dute.
Zer eginkizun izan dezakete uhin milimetroek?
Uhin milimetrikoen espektroak espektro jarraitu zabala eskaintzen du, datu-transmisio handiagoa ahalbidetuz.Gaur egun, hari gabeko komunikazio gehienetarako erabiltzen diren mikrouhin-maiztasunak jendez gainezka eta sakabanatzen ari dira, batez ere, defentsa, aeroespaziala eta larrialdietako komunikazioa bezalako sail espezifikoei eskainitako hainbat banda-zabalerarekin.
Espektroa gora mugitzen duzunean, etenik gabeko espektroaren zati erabilgarria askoz handiagoa izango da eta atxikitako zatia txikiagoa izango da.Maiztasun-tartea handitzeak datuak transmititzeko erabil daitekeen "pipeline"-aren tamaina eraginkortasunez handitzen du, eta horrela datu-korronte handiagoak lortzen dira.Uhin milimetrikoen kanal-banda zabalera askoz handiagoa dela eta, modulazio-eskema ez hain konplexuak erabil daitezke datuak transmititzeko, eta horrek latentzia askoz txikiagoa duten sistemak sor ditzake.
Zeintzuk dira erronkak?
Espektroa hobetzeko erronkak daude.Seinaleak uhin milimetrikoetan transmititzeko eta jasotzeko beharrezkoak diren osagaiak eta erdieroaleak fabrikatzen zailagoak dira, eta prozesu eskuragarri gutxiago daude.Uhin milimetrikoen osagaiak fabrikatzea ere zailagoa da, askoz txikiagoak direlako, muntaketa-perdoia handiagoak eta interkonexioen eta barrunbeen diseinu zaindua eskatzen baitute galerak murrizteko eta oszilazioak saihesteko.
Hedapena da uhin milimetrikoen seinaleek duten erronka nagusietako bat.Maiztasun handiagoetan, litekeena da seinaleak blokeatu edo murriztea objektu fisikoek, hala nola hormak, zuhaitzak eta eraikinak.Eraikinaren eremuan, horrek esan nahi du uhin milimetrikoen hargailua eraikinaren kanpoaldean kokatu behar dela seinalea barrutik hedatzeko.Backhaul eta satelitetik lurrerako komunikaziorako, potentzia anplifikazio handiagoa behar da seinaleak distantzia luzeetan transmititzeko.Lurrean, puntuz puntuko lotunen arteko distantzia ezin da 1 eta 5 kilometrotik gorakoa izan, maiztasun baxuko sareek lor dezaketen distantzia handiagoa baino.
Horrek esan nahi du, adibidez, landa eremuetan, oinarrizko estazio eta antena gehiago behar direla uhin milimetrikoen seinaleak distantzia luzeetan transmititzeko.Azpiegitura gehigarri hau instalatzeak denbora eta kostu gehiago eskatzen du.Azken urteotan, satelite konstelazioen hedapena arazo hori konpontzen saiatu da, eta satelite konstelazio hauek berriro uhin milimetrikoak hartzen dituzte arkitekturaren muin gisa.
Non dago uhin milimetrikoen hedapenik onena?
Uhin milimetrikoen hedapen-distantzia laburrak oso egokiak egiten ditu datu-trafiko handia duten populazio trinkoko hiriguneetan hedatzeko.Haririk gabeko sareen alternatiba zuntz optikoko sareak dira.Hiriguneetan, zuntz optiko berriak instalatzeko errepideak induskatzea oso garestia, suntsitzailea eta denbora eskatzen du.Aitzitik, uhin milimetrikoen konexioak eraginkortasunez ezarri daitezke eten kostu minimoekin egun gutxiren buruan.
Uhin milimetrikoen seinaleek lortzen duten datu-tasa zuntz optikoen parekoa da, latentzia txikiagoa eskaintzen duen bitartean.Informazio-fluxu oso azkarra eta latentzia minimoa behar dituzunean, haririk gabeko loturak dira lehen aukera; horregatik erabiltzen dira milisegundoko latentzia kritikoa izan daitekeen burtsetan.
Landa-eremuetan, zuntz optikoko kableak instalatzearen kostua debekatua izan ohi da tartearen ondorioz.Arestian esan bezala, uhin milimetrikoko dorre-sareek azpiegitura-inbertsio handia eskatzen dute.Hemen aurkezten den irtenbidea Lurraren orbita baxuko (LEO) sateliteak edo altuera handiko sasi sateliteak (HAPS) erabiltzea da datuak urruneko eremuetara konektatzeko.LEO eta HAPS sareek esan nahi dute ez dagoela zuntz optikoa instalatu edo distantzia laburreko puntuz puntu haririk gabeko sareak eraiki beharrik, datu-tasa bikainak eskaintzen dituzten bitartean.Satelite bidezko komunikazioak dagoeneko erabili ditu uhin milimetrikoen seinaleak, normalean espektroaren behe-muturrean - Ka maiztasun-banda (27-31GHz).Frekuentzia handiagoetara zabaltzeko lekua dago, hala nola, Q/V eta E maiztasun-bandetara, batez ere lurrera datuak itzultzeko estazioa.
Telekomunikazioen itzulera merkatua lidergoan dago mikrouhinetatik uhin milimetrikorako maiztasunetara igarotzeko.Azken hamarkadan kontsumitzaileen gailuen (eskuko gailuak, ordenagailu eramangarriak eta Gauzen Internet (IoT)) gorakadak bultzatu du, eta horrek datu gehiago eta azkarragoen eskaria bizkortu du.
Orain, satelite-operadoreek telekomunikazio enpresen adibidea jarraitzea eta LEO eta HAPS sistemetan uhin milimetrikoen erabilera zabaltzea espero dute.Aurretik, orbita ekuatore geoestazional tradizionala (GEO) eta Lurraren orbita ertaina (MEO) sateliteak Lurretik urrunegi zeuden kontsumitzaileen komunikazio-loturak uhin milimetrikoen maiztasunetan ezartzeko.Hala ere, gaur egun LEO sateliteen hedapenak posible egiten du uhin milimetrikoen loturak ezartzea eta mundu mailan beharrezkoak diren gaitasun handiko sareak sortzea.
Beste industria batzuek ere potentzial handia dute uhin milimetrikoen teknologia erabiltzeko.Automobilgintzan, ibilgailu autonomoek abiadura handiko konexio etengabeak eta latentzia baxuko datu-sareak behar dituzte segurtasunez funtzionatzeko.Medikuntza arloan, datu-korronte ultra azkar eta fidagarriak beharko dira urrunetik kokatutako zirujauek mediku-prozedura zehatzak gauzatu ahal izateko.
Hamar urteko uhin milimetrikoen berrikuntza
Filtronic Erresuma Batuko uhin milimetrikoen komunikazio teknologian aditua da.Erresuma Batuko uhin milimetrikoen komunikazio osagai aurreratuak eskala handian diseinatu eta fabrika ditzaketen enpresa gutxietako bat gara.RF barneko ingeniariak ditugu (uhin milimetrikoen adituak barne) uhin milimetrikoen teknologia berriak kontzeptualizatzeko, diseinatzeko eta garatzeko.
Azken hamarkadan, telekomunikazio mugikorren konpainia nagusiekin elkarlanean aritu gara mikrouhin eta uhin milimetrikoen transceptor, potentzia anplifikadore eta backhaul sareetarako azpisistema batzuk garatzeko.Gure azken produktuak E-bandan funtzionatzen du, eta horrek konponbide potentziala ematen du satelite bidezko komunikazioan gaitasun ultra handiko elikadura-lotuetarako.Azken hamarkadan, pixkanaka egokitu eta hobetu egin da, pisua eta kostua murriztuz, errendimendua hobetuz eta fabrikazio prozesuak hobetuz produkzioa handitzeko.Satelite-enpresek orain barne-probak eta garapenak saihestu ditzakete espazio-hedapen-teknologia frogatua hartuta.
Berrikuntzaren abangoardiarekin konprometituta gaude, barnean teknologia sortuz eta barneko fabrikazio masiboko prozesuak elkarrekin garatuz.Beti garatzen dugu merkatuan berrikuntzan, gure teknologia hedatzeko prest dagoela ziurtatzeko, erakunde arautzaileek maiztasun-banda berriak irekitzen dituzten heinean.
Dagoeneko W-banda eta D-banda teknologiak garatzen ari gara datozen urteetan E-bandan dagoen pilaketari eta datu-trafiko handiagoari aurre egiteko.Sektoreko bezeroekin lan egiten dugu maiztasun-banda berriak irekita daudenean diru-sarreren marjinalaren bidez abantaila lehiakorra lortzen laguntzeko.
Zein da uhin milimetrikoen hurrengo urratsa?
Datuen erabilera-tasa norabide batean bakarrik garatuko da, eta datuetan oinarritzen den teknologia ere etengabe hobetzen ari da.Errealitate areagotua iritsi da, eta IoT gailuak nonahi bihurtzen ari dira.Etxeko aplikazioez gain, industria-prozesu handietatik hasi eta petrolio- eta gas-eremuetara eta zentral nuklearretaraino, IoT teknologiara aldatzen ari da urruneko monitorizaziorako, instalazio konplexu hauek ustiatzean eskuzko esku-hartzearen beharra murriztuz.Aurrerapen teknologiko horien eta beste batzuen arrakasta haiek onartzen dituzten datu-sareen fidagarritasunaren, abiaduraren eta kalitatearen araberakoa izango da, eta uhin milimetrikoek behar den gaitasuna ematen dute.
Uhin milimetrikoek ez dute murriztu 6GHz-tik beherako maiztasunen garrantzia hari gabeko komunikazioaren arloan.Aitzitik, espektroaren osagarri garrantzitsua da, aplikazio desberdinak arrakastaz entregatu ahal izateko, batez ere datu-pakete handiak, latentzia txikia eta konexio-dentsitate handiagoa behar dituztenak.
Datuekin lotutako teknologia berrien itxaropenak eta aukerak lortzeko uhin milimetrikoak erabiltzearen kasua sinesgarria da.Baina erronkak ere badaude.
Erregulazioa erronka bat da.Ezinezkoa da uhin milimetriko altuagoko maiztasun-bandan sartzea arau-agintariek aplikazio zehatzetarako lizentziak ematen dituzten arte.Hala ere, aurreikusitako eskariaren hazkunde esponentzialak esan nahi du erregulatzaileek gero eta presio handiagoa dutela espektro gehiago askatzeko pilaketak eta interferentziak saihesteko.Aplikazio pasiboen eta satelite meteorologikoen gisako aplikazio aktiboen artean espektroa partekatzeak aplikazio komertzialei buruzko eztabaida garrantzitsuak ere eskatzen ditu, maiztasun-banda zabalagoak eta espektro jarraituagoa ahalbidetuko baitute Asia Pazifikoko Hz-ko frekuentziara mugitu gabe.
Banda-zabalera berriak ematen dituen aukerak aprobetxatzean, garrantzitsua da maiztasun handiagoko komunikazioa sustatzeko teknologia egokiak izatea.Horregatik, Filtronic W-band eta D-band teknologiak garatzen ari da etorkizunerako.Horregatik, unibertsitateekin, gobernuekin eta industriekin elkarlanean aritzen gara, etorkizuneko haririk gabeko teknologiaren beharrei erantzuteko beharrezkoak diren arloetan trebetasun eta ezagutzaren garapena sustatzeko.Erresuma Batuak etorkizuneko datuen komunikazio sare globalak garatzeko lidergoa hartu nahi badu, gobernuaren inbertsioa bideratu behar du RF teknologiaren arlo egokietara.
Akademiako, gobernuko eta industriako bazkide gisa, Filtronic-ek protagonismoa du datuak gero eta gehiago behar diren munduan funtzionalitate eta aukera berriak eskaini behar dituzten komunikazio teknologia aurreratuak garatzen.
Argitalpenaren ordua: 2023-04-27
