मिलीमीटर वेव्ह कम्युनिकेशन

मिलिमीटर लाट(mmWave) हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रम बँड आहे ज्याची तरंगलांबी 10mm (30 GHz) आणि 1mm (300 GHz) दरम्यान आहे.इंटरनॅशनल टेलिकम्युनिकेशन युनियन (ITU) द्वारे याला अत्यंत उच्च वारंवारता (EHF) बँड म्हणून संबोधले जाते.मिलीमीटर लहरी स्पेक्ट्रममधील मायक्रोवेव्ह आणि इन्फ्रारेड लहरींमध्ये असतात आणि पॉइंट-टू-पॉइंट बॅकहॉल लिंक्ससारख्या विविध हाय-स्पीड वायरलेस कम्युनिकेशन ऍप्लिकेशन्ससाठी वापरल्या जाऊ शकतात.
मॅक्रो ट्रेंड डेटा वाढीला गती देतात
डेटा आणि कनेक्टिव्हिटीच्या वाढत्या जागतिक मागणीसह, सध्या वायरलेस कम्युनिकेशनसाठी वापरल्या जाणार्‍या फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये वाढत्या प्रमाणात गर्दी होत आहे, ज्यामुळे मिलीमीटर वेव्ह स्पेक्ट्रममध्ये उच्च वारंवारता बँडविड्थमध्ये प्रवेश करण्याची मागणी वाढली आहे.बर्‍याच मॅक्रो ट्रेंडने मोठ्या डेटा क्षमतेची आणि गतीची मागणी वाढवली आहे.
1. मोठ्या डेटाद्वारे व्युत्पन्न आणि प्रक्रिया केलेल्या डेटाचे प्रमाण आणि प्रकार दररोज वेगाने वाढत आहेत.जग दर सेकंदाला असंख्य उपकरणांवर मोठ्या प्रमाणात डेटाच्या हाय-स्पीड ट्रान्समिशनवर अवलंबून आहे.2020 मध्ये, प्रत्येक व्यक्तीने प्रति सेकंद 1.7 MB डेटा व्युत्पन्न केला.(स्रोत: IBM).2020 च्या सुरूवातीस, जागतिक डेटा खंड 44ZB (वर्ल्ड इकॉनॉमिक फोरम) असण्याचा अंदाज होता.2025 पर्यंत, जागतिक डेटा निर्मिती 175 ZB पेक्षा जास्त होण्याची अपेक्षा आहे.दुसऱ्या शब्दांत, एवढ्या मोठ्या प्रमाणात डेटा संचयित करण्यासाठी आजच्या सर्वात मोठ्या हार्ड ड्राइव्हपैकी 12.5 अब्ज आवश्यक आहेत.(इंटरनॅशनल डेटा कॉर्पोरेशन)
संयुक्त राष्ट्रांच्या अंदाजानुसार, 2007 हे पहिले वर्ष होते ज्यामध्ये शहरी लोकसंख्या ग्रामीण लोकसंख्येपेक्षा जास्त होती.हा कल अजूनही चालू आहे आणि 2050 पर्यंत जगाच्या लोकसंख्येच्या दोन तृतीयांशपेक्षा जास्त लोक शहरी भागात राहतील अशी अपेक्षा आहे.यामुळे या दाट लोकवस्तीच्या भागात दूरसंचार आणि डेटा इन्फ्रास्ट्रक्चरवर दबाव वाढला आहे.
3. बहुध्रुवीय जागतिक संकट आणि अस्थिरता, साथीच्या रोगांपासून ते राजकीय गोंधळ आणि संघर्षांपर्यंत, याचा अर्थ असा आहे की जागतिक अस्थिरतेचे धोके कमी करण्यासाठी देश त्यांच्या सार्वभौम क्षमता विकसित करण्यास उत्सुक आहेत.जगभरातील सरकारे इतर प्रदेशांमधून आयातीवर त्यांचे अवलंबित्व कमी करण्याची आणि देशांतर्गत उत्पादने, तंत्रज्ञान आणि पायाभूत सुविधांच्या विकासास समर्थन देण्याची आशा करतात.
4. कार्बन उत्सर्जन कमी करण्याच्या जगाच्या प्रयत्नांमुळे, उच्च कार्बन प्रवास कमी करण्यासाठी तंत्रज्ञान नवीन संधी उघडत आहे.आज, संमेलने आणि परिषदा सहसा ऑनलाइन आयोजित केल्या जातात.शल्यचिकित्सकांना ऑपरेटिंग रूममध्ये येण्याची गरज न पडता वैद्यकीय प्रक्रिया देखील दूरस्थपणे अंमलात आणल्या जाऊ शकतात.केवळ अति जलद, विश्वासार्ह आणि अखंडित कमी विलंब डेटा प्रवाह हे अचूक ऑपरेशन साध्य करू शकतात.
हे मॅक्रो घटक लोकांना जागतिक स्तरावर अधिकाधिक डेटा संकलित करण्यासाठी, प्रसारित करण्यासाठी आणि त्यावर प्रक्रिया करण्यास प्रवृत्त करतात आणि उच्च वेगाने आणि कमीतकमी विलंबाने प्रसारित करण्याची आवश्यकता असते.

मिलिमीटर लाटा कोणती भूमिका बजावू शकतात?
मिलिमीटर वेव्ह स्पेक्ट्रम विस्तृत सतत स्पेक्ट्रम प्रदान करतो, उच्च डेटा ट्रान्समिशनसाठी परवानगी देतो.सध्या, बहुतेक वायरलेस संप्रेषणांसाठी वापरल्या जाणार्‍या मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सी गर्दीच्या आणि विखुरल्या जात आहेत, विशेषत: संरक्षण, एरोस्पेस आणि आपत्कालीन संप्रेषण यासारख्या विशिष्ट विभागांना समर्पित अनेक बँडविड्थसह.
जेव्हा तुम्ही स्पेक्ट्रम वर हलवता, तेव्हा उपलब्ध अविरत स्पेक्ट्रमचा भाग खूप मोठा असेल आणि राखून ठेवलेला भाग कमी असेल.वारंवारता श्रेणी वाढवल्याने डेटा प्रसारित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या "पाइपलाइन" चा आकार प्रभावीपणे वाढतो, ज्यामुळे मोठ्या डेटा प्रवाह प्राप्त होतात.मिलिमीटर लहरींच्या जास्त मोठ्या चॅनेल बँडविड्थमुळे, डेटा प्रसारित करण्यासाठी कमी जटिल मोड्यूलेशन योजना वापरल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे खूप कमी लेटन्सी असलेल्या सिस्टम होऊ शकतात.
आव्हाने काय आहेत?
स्पेक्ट्रम सुधारण्यात संबंधित आव्हाने आहेत.मिलिमीटर लहरींवर सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी आणि प्राप्त करण्यासाठी आवश्यक घटक आणि अर्धसंवाहक तयार करणे अधिक कठीण आहे - आणि तेथे कमी उपलब्ध प्रक्रिया आहेत.मिलिमीटर वेव्ह घटक तयार करणे देखील अधिक कठीण आहे कारण ते खूपच लहान आहेत, उच्च असेंब्ली सहनशीलता आणि नुकसान कमी करण्यासाठी आणि दोलन टाळण्यासाठी आंतरकनेक्शन आणि पोकळ्यांचे काळजीपूर्वक डिझाइन आवश्यक आहे.
प्रसार हे मिलिमीटर वेव्ह सिग्नलसमोरील मुख्य आव्हानांपैकी एक आहे.उच्च फ्रिक्वेन्सीवर, भिंती, झाडे आणि इमारती यांसारख्या भौतिक वस्तूंद्वारे सिग्नल ब्लॉक होण्याची किंवा कमी होण्याची अधिक शक्यता असते.बिल्डिंग एरियामध्ये, याचा अर्थ असा आहे की मिलिमीटर वेव्ह रिसीव्हर सिग्नलचा अंतर्गतरित्या प्रसार करण्यासाठी इमारतीच्या बाहेर स्थित असणे आवश्यक आहे.बॅकहॉल आणि सॅटेलाइट ते ग्राउंड कम्युनिकेशनसाठी, लांब अंतरावर सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी जास्त पॉवर अॅम्प्लीफिकेशन आवश्यक आहे.जमिनीवर, पॉइंट-टू-पॉइंट लिंक्समधील अंतर 1 ते 5 किलोमीटरपेक्षा जास्त असू शकत नाही, त्यापेक्षा कमी-फ्रिक्वेंसी नेटवर्क्स साध्य करू शकतील अशा मोठ्या अंतरापेक्षा.
याचा अर्थ, उदाहरणार्थ, ग्रामीण भागात, लांब अंतरावर मिलिमीटर लहरी सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी अधिक बेस स्टेशन आणि अँटेना आवश्यक आहेत.ही अतिरिक्त पायाभूत सुविधा स्थापित करण्यासाठी अधिक वेळ आणि खर्च आवश्यक आहे.अलिकडच्या वर्षांत, उपग्रह नक्षत्रांच्या तैनातीने ही समस्या सोडवण्याचा प्रयत्न केला आहे आणि हे उपग्रह नक्षत्र पुन्हा एकदा मिलिमीटर लहरी त्यांच्या आर्किटेक्चरचा गाभा म्हणून घेतात.
मिलिमीटर लहरींसाठी सर्वोत्तम उपयोजन कुठे आहे?
मिलिमीटर लहरींचे लहान प्रसार अंतर त्यांना उच्च डेटा रहदारीसह दाट लोकवस्तीच्या शहरी भागात तैनात करण्यासाठी अतिशय योग्य बनवते.वायरलेस नेटवर्कचा पर्याय म्हणजे फायबर ऑप्टिक नेटवर्क.शहरी भागात, नवीन ऑप्टिकल फायबर बसवण्यासाठी रस्ते खोदणे अत्यंत खर्चिक, विनाशकारी आणि वेळखाऊ आहे.याउलट, मिलिमीटर वेव्ह कनेक्शन काही दिवसात कमीत कमी व्यत्यय खर्चासह कार्यक्षमतेने स्थापित केले जाऊ शकतात.
मिलिमीटर वेव्ह सिग्नलद्वारे प्राप्त केलेला डेटा दर कमी विलंब प्रदान करताना ऑप्टिकल फायबरशी तुलना करता येतो.जेव्हा तुम्हाला अतिशय जलद माहिती प्रवाह आणि किमान विलंबता आवश्यक असते, तेव्हा वायरलेस लिंक्स ही पहिली पसंती असते – म्हणूनच ते स्टॉक एक्सचेंजमध्ये वापरले जातात जेथे मिलिसेकंद विलंब गंभीर असू शकतो.
ग्रामीण भागात, फायबर ऑप्टिक केबल्स बसवण्याचा खर्च अनेकदा अंतर्भूत अंतरामुळे प्रतिबंधित असतो.वर नमूद केल्याप्रमाणे, मिलिमीटर वेव्ह टॉवर नेटवर्कसाठी देखील महत्त्वपूर्ण पायाभूत गुंतवणूकीची आवश्यकता असते.दुर्गम भागात डेटा जोडण्यासाठी लो अर्थ ऑर्बिट (LEO) उपग्रह किंवा उच्च-उंचीवरील छद्म उपग्रह (HAPS) वापरणे हे येथे सादर केलेले समाधान आहे.LEO आणि HAPS नेटवर्क्सचा अर्थ असा आहे की उत्कृष्ट डेटा दर प्रदान करताना फायबर ऑप्टिक्स स्थापित करण्याची किंवा कमी अंतराचे पॉइंट-टू-पॉइंट वायरलेस नेटवर्क तयार करण्याची आवश्यकता नाही.सॅटेलाइट कम्युनिकेशनने आधीपासून मिलिमीटर वेव्ह सिग्नल वापरले आहेत, सामान्यत: स्पेक्ट्रमच्या खालच्या टोकामध्ये - का फ्रिक्वेन्सी बँड (27-31GHz).क्यू/व्ही आणि ई फ्रिक्वेन्सी बँड, विशेषत: जमिनीवर डेटासाठी रिटर्न स्टेशन सारख्या उच्च फ्रिक्वेन्सीमध्ये विस्तारित करण्यासाठी जागा आहे.
मायक्रोवेव्ह ते मिलीमीटर वेव्ह फ्रिक्वेन्सीमध्ये संक्रमणामध्ये दूरसंचार रिटर्न मार्केट अग्रगण्य स्थितीत आहे.हे गेल्या दशकात ग्राहक उपकरणे (हँडहेल्ड डिव्हाइसेस, लॅपटॉप आणि इंटरनेट ऑफ थिंग्ज (IoT)) मधील वाढीमुळे चालते, ज्यामुळे अधिक आणि जलद डेटाच्या मागणीला वेग आला आहे.
आता, उपग्रह ऑपरेटर दूरसंचार कंपन्यांच्या उदाहरणाचे अनुसरण करतील आणि LEO आणि HAPS प्रणालींमध्ये मिलिमीटर लहरींचा वापर वाढवतील अशी आशा आहे.पूर्वी, पारंपारिक भूस्थिर विषुववृत्त कक्षा (GEO) आणि मध्यम पृथ्वी कक्षा (MEO) उपग्रह मिलिमीटर वेव्ह फ्रिक्वेन्सीवर ग्राहक संपर्क दुवे स्थापित करण्यासाठी पृथ्वीपासून खूप दूर होते.तथापि, LEO उपग्रहांच्या विस्तारामुळे आता मिलिमीटर वेव्ह लिंक स्थापित करणे आणि जागतिक स्तरावर आवश्यक असलेले उच्च-क्षमतेचे नेटवर्क तयार करणे शक्य झाले आहे.
इतर उद्योगांमध्येही मिलिमीटर वेव्ह तंत्रज्ञान वापरण्याची मोठी क्षमता आहे.ऑटोमोटिव्ह उद्योगात, स्वायत्त वाहनांना सुरक्षितपणे ऑपरेट करण्यासाठी सतत हाय-स्पीड कनेक्शन आणि कमी विलंब डेटा नेटवर्कची आवश्यकता असते.वैद्यकीय क्षेत्रात, अचूक वैद्यकीय प्रक्रिया अंमलात आणण्यासाठी दूरस्थपणे स्थित सर्जन सक्षम करण्यासाठी अत्यंत जलद आणि विश्वासार्ह डेटा प्रवाहांची आवश्यकता असेल.
मिलीमीटर वेव्ह इनोव्हेशनची दहा वर्षे
Filtronic हे UK मधील आघाडीचे मिलीमीटर वेव्ह कम्युनिकेशन तंत्रज्ञान तज्ञ आहे.आम्ही UK मधील काही कंपन्यांपैकी एक आहोत ज्या मोठ्या प्रमाणावर प्रगत मिलीमीटर वेव्ह कम्युनिकेशन घटकांची रचना आणि निर्मिती करू शकतात.आमच्याकडे अंतर्गत RF अभियंते आहेत (मिलीमीटर वेव्ह तज्ञांसह) नवीन मिलीमीटर वेव्ह तंत्रज्ञानाची संकल्पना, डिझाइन आणि विकास करण्यासाठी आवश्यक आहे.
मागील दशकात, आम्ही मायक्रोवेव्ह आणि मिलिमीटर वेव्ह ट्रान्ससीव्हर्स, पॉवर अॅम्प्लीफायर्स आणि बॅकहॉल नेटवर्कसाठी उपप्रणाली विकसित करण्यासाठी आघाडीच्या मोबाइल टेलिकम्युनिकेशन कंपन्यांशी सहकार्य केले आहे.आमचे नवीनतम उत्पादन ई-बँडमध्ये चालते, जे उपग्रह संप्रेषणातील अति-उच्च क्षमतेच्या फीडर लिंक्ससाठी संभाव्य उपाय प्रदान करते.गेल्या दशकात, ते हळूहळू समायोजित आणि सुधारले गेले आहे, वजन आणि खर्च कमी करणे, कार्यप्रदर्शन सुधारणे आणि उत्पादन वाढविण्यासाठी उत्पादन प्रक्रिया सुधारणे.उपग्रह कंपन्या आता हे सिद्ध झालेले अंतराळ तैनाती तंत्रज्ञान अवलंबून अनेक वर्षे अंतर्गत चाचणी आणि विकास टाळू शकतात.
आम्ही नावीन्यपूर्णतेच्या आघाडीवर, अंतर्गत तंत्रज्ञानाची निर्मिती आणि अंतर्गत वस्तुमान उत्पादन प्रक्रिया एकत्रितपणे विकसित करण्यासाठी वचनबद्ध आहोत.नियामक एजन्सी नवीन फ्रिक्वेन्सी बँड उघडत असताना आमचे तंत्रज्ञान उपयोजनासाठी सज्ज आहे याची खात्री करण्यासाठी आम्ही नेहमीच नवोपक्रमात बाजाराचे नेतृत्व करतो.
येत्या काही वर्षांत ई-बँडमधील गर्दी आणि अधिक डेटा ट्रॅफिकचा सामना करण्यासाठी आम्ही आधीच डब्ल्यू-बँड आणि डी-बँड तंत्रज्ञान विकसित करत आहोत.नवीन फ्रिक्वेन्सी बँड उघडल्यावर किरकोळ कमाईद्वारे स्पर्धात्मक फायदा निर्माण करण्यात मदत करण्यासाठी आम्ही उद्योगातील ग्राहकांसोबत काम करतो.
मिलिमीटर लहरींची पुढील पायरी काय आहे?
डेटाचा वापर दर केवळ एका दिशेने विकसित होईल आणि डेटावर अवलंबून असणारे तंत्रज्ञान देखील सतत सुधारत आहे.संवर्धित वास्तविकता आली आहे आणि IoT उपकरणे सर्वव्यापी होत आहेत.देशांतर्गत अनुप्रयोगांव्यतिरिक्त, प्रमुख औद्योगिक प्रक्रियांपासून ते तेल आणि वायू क्षेत्रे आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांपर्यंत सर्व काही दूरस्थ निरीक्षणासाठी IoT तंत्रज्ञानाकडे वळत आहे - या जटिल सुविधा चालवताना मॅन्युअल हस्तक्षेपाची आवश्यकता कमी करते.या आणि इतर तांत्रिक प्रगतीचे यश त्यांना समर्थन देणाऱ्या डेटा नेटवर्कच्या विश्वासार्हता, वेग आणि गुणवत्तेवर अवलंबून असेल - आणि मिलिमीटर लहरी आवश्यक क्षमता प्रदान करतात.
मिलीमीटर लहरींनी वायरलेस कम्युनिकेशनच्या क्षेत्रात 6GHz पेक्षा कमी फ्रिक्वेन्सीचे महत्त्व कमी केले नाही.याउलट, हे स्पेक्ट्रमसाठी एक महत्त्वाचे परिशिष्ट आहे, जे विविध अनुप्रयोग यशस्वीरित्या वितरित करण्यास सक्षम करते, विशेषत: ज्यांना मोठ्या डेटा पॅकेट्स, कमी विलंबता आणि उच्च कनेक्शन घनता आवश्यक असते.

नवीन डेटा संबंधित तंत्रज्ञानाच्या अपेक्षा आणि संधी साध्य करण्यासाठी मिलिमीटर लहरी वापरण्याचे प्रकरण खात्रीशीर आहे.पण त्यातही आव्हाने आहेत.
नियमन हे आव्हान आहे.नियामक अधिकारी विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी परवाने जारी करेपर्यंत उच्च मिलीमीटर वेव्ह फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये प्रवेश करणे अशक्य आहे.तरीसुद्धा, मागणीच्या घातांकीय वाढीचा अंदाज आहे याचा अर्थ नियामकांवर गर्दी आणि हस्तक्षेप टाळण्यासाठी अधिक स्पेक्ट्रम सोडण्याचा दबाव वाढत आहे.निष्क्रिय ऍप्लिकेशन्स आणि हवामानशास्त्रीय उपग्रहांसारख्या सक्रिय ऍप्लिकेशन्समधील स्पेक्ट्रमच्या सामायिकरणासाठी देखील व्यावसायिक अनुप्रयोगांवर महत्त्वपूर्ण चर्चा आवश्यक आहे, ज्यामुळे आशिया पॅसिफिक हर्ट्झ फ्रिक्वेन्सीकडे न जाता व्यापक वारंवारता बँड आणि अधिक सतत स्पेक्ट्रमची अनुमती मिळेल.
नवीन बँडविड्थद्वारे प्रदान केलेल्या संधींचा लाभ घेताना, उच्च वारंवारता संप्रेषणास प्रोत्साहन देण्यासाठी योग्य तंत्रज्ञान असणे महत्त्वाचे आहे.म्हणूनच Filtronic भविष्यासाठी डब्ल्यू-बँड आणि डी-बँड तंत्रज्ञान विकसित करत आहे.यामुळेच भविष्यातील वायरलेस तंत्रज्ञानाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या क्षेत्रातील कौशल्ये आणि ज्ञानाच्या विकासाला चालना देण्यासाठी आम्ही विद्यापीठे, सरकारे आणि उद्योगांशी सहयोग करतो.भविष्यातील जागतिक डेटा कम्युनिकेशन नेटवर्क विकसित करण्यात यूकेने पुढाकार घ्यायचा असल्यास, त्याला सरकारी गुंतवणूक RF तंत्रज्ञानाच्या योग्य क्षेत्रांमध्ये चॅनल करणे आवश्यक आहे.
शैक्षणिक, सरकार आणि उद्योगातील भागीदार म्हणून, Filtronic प्रगत संप्रेषण तंत्रज्ञान विकसित करण्यात आघाडीची भूमिका बजावते ज्यांना डेटाची वाढत्या गरज असलेल्या जगात नवीन कार्यक्षमता आणि शक्यता प्रदान करणे आवश्यक आहे.