Gelombang milimeter(mmWave) adalah pita spektrum elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 10mm (30 GHz) dan 1mm (300 GHz).Ini disebut sebagai pita frekuensi sangat tinggi (EHF) oleh International Telecommunication Union (ITU).Gelombang milimeter terletak di antara gelombang mikro dan gelombang inframerah dalam spektrum dan dapat digunakan untuk berbagai aplikasi komunikasi nirkabel berkecepatan tinggi, seperti sambungan backhaul titik-ke-titik.
Tren makro mempercepat pertumbuhan data
Dengan meningkatnya permintaan global untuk data dan konektivitas, pita frekuensi yang saat ini digunakan untuk komunikasi nirkabel menjadi semakin padat, mendorong permintaan untuk mengakses bandwidth frekuensi yang lebih tinggi dalam spektrum gelombang milimeter.Banyak tren makro telah mempercepat permintaan akan kapasitas dan kecepatan data yang lebih besar.
1. Jumlah dan jenis data yang dihasilkan dan diproses oleh big data meningkat secara eksponensial setiap hari.Dunia bergantung pada transmisi data dalam jumlah besar berkecepatan tinggi pada perangkat yang tak terhitung jumlahnya setiap detik.Pada tahun 2020, setiap orang menghasilkan 1,7 MB data per detik.(Sumber: IBM).Pada awal tahun 2020, volume data global diperkirakan sebesar 44ZB (World Economic Forum).Pada tahun 2025, pembuatan data global diharapkan mencapai lebih dari 175 ZB.Dengan kata lain, menyimpan data dalam jumlah besar membutuhkan 12,5 miliar hard drive terbesar saat ini.(Perusahaan Data Internasional)
Menurut perkiraan Perserikatan Bangsa-Bangsa, tahun 2007 adalah tahun pertama di mana penduduk perkotaan melebihi penduduk pedesaan.Tren ini masih berlangsung, dan diperkirakan pada tahun 2050, lebih dari dua pertiga penduduk dunia akan tinggal di perkotaan.Hal ini meningkatkan tekanan pada infrastruktur telekomunikasi dan data di daerah padat penduduk ini.
3. Krisis dan ketidakstabilan global multipolar, dari pandemi hingga kekacauan dan konflik politik, membuat negara-negara semakin bersemangat untuk mengembangkan kemampuan kedaulatannya untuk memitigasi risiko ketidakstabilan global.Pemerintah di seluruh dunia berharap dapat mengurangi ketergantungan mereka pada impor dari kawasan lain dan mendukung pengembangan produk, teknologi, dan infrastruktur dalam negeri.
4. Dengan upaya dunia untuk mengurangi emisi karbon, teknologi membuka peluang baru untuk meminimalkan perjalanan karbon tinggi.Hari ini, pertemuan dan konferensi biasanya diadakan secara online.Tindakan medis pun bisa dilakukan dari jarak jauh tanpa perlu dokter bedah datang ke ruang operasi.Hanya aliran data latensi rendah yang sangat cepat, andal, dan tanpa gangguan yang dapat mencapai operasi yang tepat ini.
Faktor makro ini mendorong orang untuk mengumpulkan, mengirim, dan memproses lebih banyak data secara global, dan juga membutuhkan transmisi dengan kecepatan lebih tinggi dan latensi minimal.
Peran apa yang bisa dimainkan oleh gelombang milimeter?
Spektrum gelombang milimeter menyediakan spektrum kontinu yang lebar, memungkinkan transmisi data yang lebih tinggi.Saat ini, frekuensi gelombang mikro yang digunakan untuk sebagian besar komunikasi nirkabel menjadi ramai dan tersebar, terutama dengan beberapa bandwidth yang didedikasikan untuk departemen tertentu seperti pertahanan, kedirgantaraan, dan komunikasi darurat.
Saat Anda menaikkan spektrum, bagian spektrum tanpa gangguan yang tersedia akan jauh lebih besar dan bagian yang dipertahankan akan lebih sedikit.Meningkatkan rentang frekuensi secara efektif meningkatkan ukuran "saluran pipa" yang dapat digunakan untuk mengirimkan data, sehingga menghasilkan aliran data yang lebih besar.Karena bandwidth saluran gelombang milimeter yang jauh lebih besar, skema modulasi yang kurang kompleks dapat digunakan untuk mengirimkan data, yang dapat menyebabkan sistem dengan latensi yang jauh lebih rendah.
Apa tantangannya?
Ada tantangan terkait dalam meningkatkan spektrum.Komponen dan semikonduktor yang diperlukan untuk mengirim dan menerima sinyal pada gelombang milimeter lebih sulit dibuat – dan lebih sedikit proses yang tersedia.Pembuatan komponen gelombang milimeter juga lebih sulit karena jauh lebih kecil, membutuhkan toleransi perakitan yang lebih tinggi dan desain interkoneksi dan rongga yang hati-hati untuk mengurangi kerugian dan menghindari osilasi.
Propagasi adalah salah satu tantangan utama yang dihadapi oleh sinyal gelombang milimeter.Pada frekuensi yang lebih tinggi, sinyal lebih mungkin diblokir atau dikurangi oleh objek fisik seperti dinding, pohon, dan bangunan.Di area gedung, ini berarti penerima gelombang milimeter harus ditempatkan di luar gedung untuk menyebarkan sinyal secara internal.Untuk komunikasi backhaul dan satelit ke darat, amplifikasi daya yang lebih besar diperlukan untuk mengirimkan sinyal jarak jauh.Di darat, jarak antara tautan titik-ke-titik tidak boleh melebihi 1 hingga 5 kilometer, daripada jarak yang lebih jauh yang dapat dicapai oleh jaringan frekuensi rendah.
Ini berarti, misalnya, di daerah pedesaan, diperlukan lebih banyak stasiun pangkalan dan antena untuk mengirimkan sinyal gelombang milimeter dalam jarak jauh.Memasang infrastruktur tambahan ini membutuhkan lebih banyak waktu dan biaya.Dalam beberapa tahun terakhir, penyebaran konstelasi satelit telah mencoba memecahkan masalah ini, dan konstelasi satelit ini sekali lagi menggunakan gelombang milimeter sebagai inti dari arsitekturnya.
Di mana penyebaran terbaik untuk gelombang milimeter?
Jarak rambat gelombang milimeter yang pendek membuatnya sangat cocok untuk disebarkan di daerah perkotaan padat penduduk dengan lalu lintas data yang tinggi.Alternatif untuk jaringan nirkabel adalah jaringan serat optik.Di daerah perkotaan, menggali jalan untuk memasang serat optik baru sangatlah mahal, merusak, dan memakan waktu.Sebaliknya, sambungan gelombang milimeter dapat dibuat secara efisien dengan biaya interupsi minimal dalam beberapa hari.
Laju data yang dicapai oleh sinyal gelombang milimeter sebanding dengan serat optik, sekaligus memberikan latensi yang lebih rendah.Saat Anda membutuhkan arus informasi yang sangat cepat dan latensi minimal, tautan nirkabel adalah pilihan pertama – itulah mengapa tautan ini digunakan di bursa saham di mana latensi milidetik bisa menjadi sangat penting.
Di daerah pedesaan, biaya pemasangan kabel serat optik seringkali mahal karena jaraknya yang jauh.Seperti disebutkan di atas, jaringan menara gelombang milimeter juga membutuhkan investasi infrastruktur yang signifikan.Solusi yang disajikan di sini adalah dengan menggunakan satelit low Earth orbit (LEO) atau high-altitude pseudo satellites (HAPS) untuk menghubungkan data ke daerah-daerah terpencil.Jaringan LEO dan HAPS berarti tidak perlu memasang serat optik atau membangun jaringan nirkabel point-to-point jarak pendek, sambil tetap memberikan kecepatan data yang sangat baik.Komunikasi satelit telah menggunakan sinyal gelombang milimeter, biasanya di ujung bawah spektrum – pita frekuensi Ka (27-31GHz).Ada ruang untuk memperluas ke frekuensi yang lebih tinggi, seperti pita frekuensi Q/V dan E, khususnya stasiun balik untuk data ke ground.
Pasar pengembalian telekomunikasi berada di posisi terdepan dalam transisi dari gelombang mikro ke frekuensi gelombang milimeter.Hal ini didorong oleh lonjakan perangkat konsumen (perangkat genggam, laptop, dan Internet of Things (IoT)) selama dekade terakhir, yang telah mempercepat permintaan akan data yang lebih banyak dan lebih cepat.
Kini, operator satelit berharap dapat mengikuti contoh perusahaan telekomunikasi dan memperluas penggunaan gelombang milimeter dalam sistem LEO dan HAPS.Sebelumnya, satelit orbit ekuator geostasioner tradisional (GEO) dan orbit Bumi menengah (MEO) terlalu jauh dari Bumi untuk membangun hubungan komunikasi konsumen pada frekuensi gelombang milimeter.Namun, perluasan satelit LEO sekarang memungkinkan untuk membangun tautan gelombang milimeter dan menciptakan jaringan berkapasitas tinggi yang diperlukan secara global.
Industri lain juga memiliki potensi besar untuk memanfaatkan teknologi gelombang milimeter.Dalam industri otomotif, kendaraan otonom memerlukan koneksi berkecepatan tinggi yang berkelanjutan dan jaringan data latensi rendah untuk beroperasi dengan aman.Di bidang medis, aliran data yang sangat cepat dan andal akan dibutuhkan untuk memungkinkan ahli bedah yang berada dari jarak jauh untuk melaksanakan prosedur medis yang tepat.
Sepuluh Tahun Inovasi Gelombang Milimeter
Filtronic adalah pakar teknologi komunikasi gelombang milimeter terkemuka di Inggris.Kami adalah salah satu dari sedikit perusahaan di Inggris Raya yang dapat merancang dan memproduksi komponen komunikasi gelombang milimeter tingkat lanjut dalam skala besar.Kami memiliki insinyur RF internal (termasuk pakar gelombang milimeter) yang diperlukan untuk membuat konsep, merancang, dan mengembangkan teknologi gelombang milimeter baru.
Dalam dekade terakhir, kami telah bekerja sama dengan perusahaan telekomunikasi seluler terkemuka untuk mengembangkan serangkaian transceiver gelombang mikro dan milimeter, power amplifier, dan subsistem untuk jaringan backhaul.Produk terbaru kami beroperasi di E-band, yang memberikan solusi potensial untuk link feeder berkapasitas sangat tinggi dalam komunikasi satelit.Selama dekade terakhir, secara bertahap telah disesuaikan dan ditingkatkan, mengurangi berat dan biaya, meningkatkan kinerja, dan meningkatkan proses manufaktur untuk meningkatkan produksi.Perusahaan satelit sekarang dapat menghindari pengujian dan pengembangan internal selama bertahun-tahun dengan mengadopsi teknologi penyebaran ruang angkasa yang telah terbukti ini.
Kami berkomitmen untuk terdepan dalam inovasi, menciptakan teknologi secara internal dan bersama-sama mengembangkan proses manufaktur massal internal.Kami selalu memimpin pasar dalam inovasi untuk memastikan bahwa teknologi kami siap diterapkan saat badan pengatur membuka pita frekuensi baru.
Kami telah mengembangkan teknologi W-band dan D-band untuk mengatasi kemacetan dan lalu lintas data yang lebih besar di E-band di tahun-tahun mendatang.Kami bekerja dengan pelanggan industri untuk membantu mereka membangun keunggulan kompetitif melalui pendapatan marjinal ketika pita frekuensi baru dibuka.
Apa langkah selanjutnya untuk gelombang milimeter?
Tingkat pemanfaatan data hanya akan berkembang satu arah, dan teknologi yang mengandalkan data juga terus meningkat.Augmented reality telah tiba, dan perangkat IoT menjadi ada di mana-mana.Selain aplikasi domestik, segala sesuatu mulai dari proses industri besar hingga ladang minyak dan gas serta pembangkit listrik tenaga nuklir sedang beralih ke teknologi IoT untuk pemantauan jarak jauh – mengurangi kebutuhan intervensi manual saat mengoperasikan fasilitas kompleks ini.Keberhasilan ini dan kemajuan teknologi lainnya akan bergantung pada keandalan, kecepatan, dan kualitas jaringan data yang mendukungnya – dan gelombang milimeter menyediakan kapasitas yang diperlukan.
Gelombang milimeter tidak mengurangi pentingnya frekuensi di bawah 6GHz dalam bidang komunikasi nirkabel.Sebaliknya, ini adalah pelengkap penting untuk spektrum, memungkinkan aplikasi yang berbeda berhasil dikirim, terutama yang membutuhkan paket data besar, latensi rendah, dan kepadatan koneksi yang lebih tinggi.
Kasus penggunaan gelombang milimeter untuk mencapai ekspektasi dan peluang teknologi terkait data baru cukup meyakinkan.Tapi ada juga tantangannya.
Regulasi adalah sebuah tantangan.Tidak mungkin untuk memasuki pita frekuensi gelombang milimeter yang lebih tinggi sampai pihak berwenang mengeluarkan lisensi untuk aplikasi tertentu.Namun demikian, pertumbuhan permintaan eksponensial yang diprediksi berarti bahwa regulator berada di bawah tekanan yang meningkat untuk melepaskan lebih banyak spektrum untuk menghindari kemacetan dan gangguan.Pembagian spektrum antara aplikasi pasif dan aplikasi aktif seperti satelit meteorologi juga memerlukan pembahasan penting tentang aplikasi komersial, yang akan memungkinkan pita frekuensi yang lebih luas dan spektrum yang lebih kontinyu tanpa berpindah ke frekuensi Hz Asia Pasifik.
Saat memanfaatkan peluang yang diberikan oleh bandwidth baru, penting untuk memiliki teknologi yang sesuai untuk mendorong komunikasi frekuensi yang lebih tinggi.Itulah mengapa Filtronic mengembangkan teknologi W-band dan D-band untuk masa depan.Ini juga mengapa kami bekerja sama dengan universitas, pemerintah, dan industri untuk mempromosikan pengembangan keterampilan dan pengetahuan di bidang yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan teknologi nirkabel di masa depan.Jika Inggris ingin memimpin dalam mengembangkan jaringan komunikasi data global di masa depan, Inggris perlu menyalurkan investasi pemerintah ke bidang teknologi RF yang tepat.
Sebagai mitra akademisi, pemerintah, dan industri, Filtronic memainkan peran utama dalam mengembangkan teknologi komunikasi canggih yang perlu menyediakan fungsionalitas dan kemungkinan baru di dunia di mana data semakin dibutuhkan.
Waktu posting: Apr-27-2023
