ملی میٹر ویو کمیونیکیشن

ملی میٹر لہر(mmWave) برقی مقناطیسی سپیکٹرم بینڈ ہے جس کی طول موج 10mm (30 GHz) اور 1mm (300 GHz) کے درمیان ہے۔اسے انٹرنیشنل ٹیلی کمیونیکیشن یونین (ITU) کی طرف سے انتہائی ہائی فریکوئنسی (EHF) بینڈ کہا جاتا ہے۔ملی میٹر لہریں سپیکٹرم میں مائکروویو اور انفراریڈ لہروں کے درمیان واقع ہوتی ہیں اور ان کا استعمال مختلف تیز رفتار وائرلیس مواصلاتی ایپلی کیشنز، جیسے پوائنٹ ٹو پوائنٹ بیک ہال لنکس کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
میکرو رجحانات ڈیٹا کی ترقی کو تیز کرتے ہیں۔
ڈیٹا اور کنیکٹیویٹی کی بڑھتی ہوئی عالمی مانگ کے ساتھ، فی الحال وائرلیس کمیونیکیشن کے لیے استعمال ہونے والے فریکوئنسی بینڈز میں تیزی سے ہجوم ہو گیا ہے، جس سے ملی میٹر ویو سپیکٹرم کے اندر اعلی تعدد بینڈوتھ تک رسائی کی مانگ بڑھ رہی ہے۔بہت سے میکرو رجحانات نے بڑی ڈیٹا کی گنجائش اور رفتار کی مانگ کو تیز کر دیا ہے۔
1. بڑے ڈیٹا کے ذریعہ تیار کردہ اور اس پر کارروائی کرنے والے ڈیٹا کی مقدار اور اقسام ہر روز تیزی سے بڑھ رہی ہیں۔دنیا ہر سیکنڈ میں لاتعداد آلات پر ڈیٹا کی بڑی مقدار کی تیز رفتار ترسیل پر انحصار کرتی ہے۔2020 میں، ہر شخص نے فی سیکنڈ 1.7 MB ڈیٹا تیار کیا۔(ماخذ: آئی بی ایم)۔2020 کے آغاز میں، عالمی اعداد و شمار کے حجم کا تخمینہ 44ZB (ورلڈ اکنامک فورم) لگایا گیا تھا۔2025 تک، عالمی ڈیٹا کی تخلیق 175 ZB سے زیادہ ہونے کی توقع ہے۔دوسرے الفاظ میں، اتنی بڑی مقدار میں ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے آج کی سب سے بڑی ہارڈ ڈرائیوز میں سے 12.5 بلین کی ضرورت ہوتی ہے۔(انٹرنیشنل ڈیٹا کارپوریشن)
اقوام متحدہ کے اندازوں کے مطابق 2007 پہلا سال تھا جس میں شہری آبادی دیہی آبادی سے زیادہ تھی۔یہ رجحان اب بھی جاری ہے، اور توقع ہے کہ 2050 تک دنیا کی دو تہائی سے زیادہ آبادی شہری علاقوں میں رہائش پذیر ہوگی۔اس سے ان گنجان آباد علاقوں میں ٹیلی کمیونیکیشن اور ڈیٹا انفراسٹرکچر پر دباؤ بڑھ رہا ہے۔
3. کثیر قطبی عالمی بحران اور عدم استحکام، وبائی امراض سے لے کر سیاسی انتشار اور تنازعات تک، کا مطلب یہ ہے کہ ممالک عالمی عدم استحکام کے خطرات کو کم کرنے کے لیے اپنی خود مختار صلاحیتوں کو فروغ دینے کے لیے تیزی سے بے تاب ہیں۔دنیا بھر کی حکومتیں دوسرے خطوں سے درآمدات پر اپنا انحصار کم کرنے اور ملکی مصنوعات، ٹیکنالوجیز اور بنیادی ڈھانچے کی ترقی میں معاونت کی امید رکھتی ہیں۔
4. کاربن کے اخراج کو کم کرنے کی دنیا کی کوششوں کے ساتھ، ٹیکنالوجی زیادہ کاربن کے سفر کو کم کرنے کے لیے نئے مواقع کھول رہی ہے۔آج، ملاقاتیں اور کانفرنسیں عام طور پر آن لائن ہوتی ہیں۔یہاں تک کہ آپریٹنگ روم میں سرجنوں کے آنے کی ضرورت کے بغیر بھی طبی طریقہ کار کو دور سے انجام دیا جا سکتا ہے۔صرف انتہائی تیز، قابل اعتماد، اور بلاتعطل کم لیٹنسی ڈیٹا اسٹریمز ہی اس درست آپریشن کو حاصل کر سکتے ہیں۔
یہ میکرو عوامل لوگوں کو عالمی سطح پر زیادہ سے زیادہ ڈیٹا اکٹھا کرنے، منتقل کرنے اور اس پر کارروائی کرنے پر اکساتے ہیں، اور تیز رفتاری اور کم سے کم تاخیر کے ساتھ ٹرانسمیشن کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔

ملی میٹر لہریں کیا کردار ادا کر سکتی ہیں؟
ملی میٹر لہر سپیکٹرم ایک وسیع مسلسل سپیکٹرم فراہم کرتا ہے، جس سے ڈیٹا کی زیادہ ترسیل ہوتی ہے۔فی الحال، زیادہ تر وائرلیس کمیونیکیشنز کے لیے استعمال ہونے والی مائیکرو ویو فریکوئنسیز پر ہجوم اور منتشر ہوتے جا رہے ہیں، خاص طور پر دفاع، ایرو اسپیس، اور ہنگامی مواصلات جیسے مخصوص محکموں کے لیے وقف کئی بینڈوتھ کے ساتھ۔
جب آپ سپیکٹرم کو اوپر لے جائیں گے تو دستیاب بلاتعطل سپیکٹرم کا حصہ بہت بڑا ہو گا اور برقرار رکھا ہوا حصہ کم ہو گا۔فریکوئنسی کی حد میں اضافہ مؤثر طریقے سے "پائپ لائن" کے سائز کو بڑھاتا ہے جو ڈیٹا کو منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اس طرح بڑے ڈیٹا اسٹریمز کو حاصل کیا جا سکتا ہے۔ملی میٹر لہروں کے بہت بڑے چینل بینڈوڈتھ کی وجہ سے، کم پیچیدہ ماڈیولیشن اسکیموں کو ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جو بہت کم تاخیر کے ساتھ سسٹمز کی طرف لے جا سکتا ہے۔
چیلنجز کیا ہیں؟
سپیکٹرم کو بہتر بنانے میں متعلقہ چیلنجز ہیں۔ملی میٹر لہروں پر سگنل کی ترسیل اور وصول کرنے کے لیے درکار اجزاء اور سیمی کنڈکٹرز کو تیار کرنا زیادہ مشکل ہے – اور کم دستیاب عمل ہیں۔ملی میٹر لہر کے اجزاء کی تیاری بھی زیادہ مشکل ہے کیونکہ وہ بہت چھوٹے ہوتے ہیں، نقصانات کو کم کرنے اور دوغلوں سے بچنے کے لیے اعلی اسمبلی برداشت اور باہمی ربط اور گہاوں کے محتاط ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے۔
تبلیغ ملی میٹر لہر سگنلوں کو درپیش اہم چیلنجوں میں سے ایک ہے۔زیادہ تعدد پر، سگنلز کے بلاک ہونے یا جسمانی اشیاء جیسے دیواروں، درختوں اور عمارتوں سے کم ہونے کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔عمارت کے علاقے میں، اس کا مطلب ہے کہ سگنل کو اندرونی طور پر پھیلانے کے لیے ملی میٹر لہر رسیور کو عمارت کے باہر واقع ہونے کی ضرورت ہے۔بیک ہال اور سیٹلائٹ سے زمینی مواصلات کے لیے، طویل فاصلے پر سگنلز کی ترسیل کے لیے زیادہ پاور ایمپلیفیکیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔زمین پر، پوائنٹ ٹو پوائنٹ لنکس کے درمیان فاصلہ 1 سے 5 کلومیٹر سے زیادہ نہیں ہو سکتا، بجائے اس کے کہ کم فریکوئنسی والے نیٹ ورک حاصل کر سکتے ہیں۔
اس کا مطلب ہے، مثال کے طور پر، دیہی علاقوں میں، طویل فاصلے پر ملی میٹر لہروں کے سگنل منتقل کرنے کے لیے مزید بیس اسٹیشنز اور اینٹینا کی ضرورت ہوتی ہے۔اس اضافی انفراسٹرکچر کو انسٹال کرنے میں زیادہ وقت اور لاگت درکار ہے۔حالیہ برسوں میں، سیٹلائٹ نکشتر کی تعیناتی نے اس مسئلے کو حل کرنے کی کوشش کی ہے، اور یہ سیٹلائٹ نکشتر ایک بار پھر ملی میٹر لہر کو اپنے فن تعمیر کا مرکز بناتے ہیں۔
ملی میٹر لہروں کے لیے بہترین تعیناتی کہاں ہے؟
ملی میٹر لہروں کا مختصر پھیلاؤ کا فاصلہ انہیں زیادہ ڈیٹا ٹریفک والے گنجان آباد شہری علاقوں میں تعیناتی کے لیے بہت موزوں بناتا ہے۔وائرلیس نیٹ ورکس کا متبادل فائبر آپٹک نیٹ ورک ہے۔شہری علاقوں میں، نئے آپٹیکل فائبر لگانے کے لیے سڑکوں کی کھدائی انتہائی مہنگی، تباہ کن، اور وقت طلب ہے۔اس کے برعکس، چند دنوں میں کم سے کم رکاوٹ لاگت کے ساتھ ملی میٹر لہر کے کنکشن موثر طریقے سے قائم کیے جا سکتے ہیں۔
ملی میٹر لہر سگنل کے ذریعہ حاصل کردہ ڈیٹا کی شرح آپٹیکل ریشوں کے مقابلے میں ہے، جبکہ کم تاخیر فراہم کرتی ہے۔جب آپ کو بہت تیز معلومات کے بہاؤ اور کم سے کم تاخیر کی ضرورت ہوتی ہے، تو وائرلیس لنکس پہلا انتخاب ہوتے ہیں – اسی لیے انہیں اسٹاک ایکسچینجز میں استعمال کیا جاتا ہے جہاں ملی سیکنڈ کی تاخیر اہم ہو سکتی ہے۔
دیہی علاقوں میں، فائبر آپٹک کیبلز کی تنصیب کی لاگت شامل فاصلے کی وجہ سے اکثر ممنوع ہوتی ہے۔جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ملی میٹر ویو ٹاور نیٹ ورک کو بھی بنیادی ڈھانچے کی اہم سرمایہ کاری کی ضرورت ہوتی ہے۔یہاں پیش کردہ حل یہ ہے کہ ڈیٹا کو دور دراز علاقوں سے جوڑنے کے لیے لو ارتھ آربٹ (LEO) سیٹلائٹس یا ہائی-اونچائی والے سیوڈو سیٹلائٹس (HAPS) کا استعمال کیا جائے۔LEO اور HAPS نیٹ ورکس کا مطلب ہے کہ فائبر آپٹکس کو انسٹال کرنے یا مختصر فاصلے کے پوائنٹ ٹو پوائنٹ وائرلیس نیٹ ورکس بنانے کی ضرورت نہیں ہے، جبکہ اب بھی بہترین ڈیٹا ریٹ فراہم کرتے ہیں۔سیٹلائٹ کمیونیکیشن نے پہلے ہی ملی میٹر لہر سگنلز استعمال کیے ہیں، عام طور پر سپیکٹرم کے نچلے حصے میں - کا فریکوئنسی بینڈ (27-31GHz)۔اعلی تعدد، جیسے Q/V اور E فریکوئنسی بینڈ، خاص طور پر زمین پر ڈیٹا کے لیے ریٹرن اسٹیشن تک پھیلانے کے لیے جگہ موجود ہے۔
ٹیلی کمیونیکیشنز ریٹرن مارکیٹ مائکرو ویو سے ملی میٹر لہر فریکوئنسی میں منتقلی میں ایک اہم پوزیشن پر ہے۔یہ گزشتہ دہائی کے دوران صارفین کے آلات (ہینڈ ہیلڈ ڈیوائسز، لیپ ٹاپس، اور انٹرنیٹ آف تھنگز (IoT)) میں اضافے سے کارفرما ہے، جس نے زیادہ اور تیز ڈیٹا کی مانگ کو تیز کیا ہے۔
اب، سیٹلائٹ آپریٹرز امید کرتے ہیں کہ وہ ٹیلی کمیونیکیشن کمپنیوں کی مثال پر عمل کریں اور LEO اور HAPS سسٹمز میں ملی میٹر لہروں کے استعمال کو وسعت دیں۔اس سے پہلے، روایتی جیو سٹیشنری استوائی مدار (GEO) اور میڈیم ارتھ مدار (MEO) سیٹلائٹس ملی میٹر لہر کی تعدد پر صارفین کے مواصلاتی روابط قائم کرنے کے لیے زمین سے بہت دور تھے۔تاہم، LEO سیٹلائٹ کی توسیع اب ملی میٹر لہر کے لنکس کو قائم کرنا اور عالمی سطح پر درکار اعلی صلاحیت والے نیٹ ورکس کو بنانا ممکن بناتی ہے۔
دیگر صنعتوں میں بھی ملی میٹر لہر ٹیکنالوجی کو استعمال کرنے کی بڑی صلاحیت ہے۔آٹوموٹیو انڈسٹری میں، خود مختار گاڑیوں کو محفوظ طریقے سے کام کرنے کے لیے مسلسل تیز رفتار کنکشنز اور کم لیٹنسی ڈیٹا نیٹ ورکس کی ضرورت ہوتی ہے۔طبی میدان میں، انتہائی تیز اور قابل اعتماد ڈیٹا اسٹریمز کی ضرورت ہوگی تاکہ دور دراز سے موجود سرجنوں کو طبی طریقہ کار کو درست طریقے سے انجام دینے کے قابل بنایا جاسکے۔
ملی میٹر لہر کی اختراع کے دس سال
Filtronic برطانیہ میں ملی میٹر لہر مواصلاتی ٹیکنالوجی کا ایک سرکردہ ماہر ہے۔ہم برطانیہ کی ان چند کمپنیوں میں سے ایک ہیں جو بڑے پیمانے پر ملی میٹر ویو کمیونیکیشن کے جدید اجزاء کو ڈیزائن اور تیار کر سکتی ہیں۔ہمارے پاس داخلی RF انجینئرز (بشمول ملی میٹر لہر ماہرین) ہیں جن کی ضرورت نئی ملی میٹر لہر ٹیکنالوجیز کو تصور کرنے، ڈیزائن کرنے اور تیار کرنے کے لیے ہے۔
پچھلی دہائی میں، ہم نے معروف موبائل ٹیلی کمیونیکیشن کمپنیوں کے ساتھ مل کر مائیکرو ویو اور ملی میٹر ویو ٹرانسسیور، پاور ایمپلیفائر، اور بیک ہال نیٹ ورکس کے لیے ذیلی نظام تیار کیے ہیں۔ہماری تازہ ترین پروڈکٹ ای بینڈ میں کام کرتی ہے، جو سیٹلائٹ کمیونیکیشن میں انتہائی اعلیٰ صلاحیت والے فیڈر لنکس کے لیے ممکنہ حل فراہم کرتی ہے۔پچھلی دہائی کے دوران، اسے بتدریج ایڈجسٹ اور بہتر کیا گیا ہے، وزن اور لاگت کو کم کیا گیا ہے، کارکردگی کو بہتر بنایا گیا ہے، اور پیداوار کو بڑھانے کے لیے مینوفیکچرنگ کے عمل کو بہتر بنایا گیا ہے۔سیٹلائٹ کمپنیاں اب اس ثابت شدہ خلائی تعیناتی ٹیکنالوجی کو اپنا کر برسوں کی اندرونی جانچ اور ترقی سے بچ سکتی ہیں۔
ہم جدت طرازی میں سب سے آگے، اندرونی طور پر ٹیکنالوجی کی تخلیق اور مشترکہ طور پر اندرونی بڑے پیمانے پر مینوفیکچرنگ کے عمل کو ترقی دینے کے لیے پرعزم ہیں۔ہم اس بات کو یقینی بنانے کے لیے مارکیٹ کی جدت میں رہنمائی کرتے ہیں کہ ہماری ٹیکنالوجی تعیناتی کے لیے تیار ہے کیونکہ ریگولیٹری ایجنسیاں نئے فریکوئنسی بینڈ کھولتی ہیں۔
آنے والے سالوں میں ای بینڈ میں بھیڑ اور زیادہ ڈیٹا ٹریفک سے نمٹنے کے لیے ہم پہلے ہی W-band اور D-band ٹیکنالوجیز تیار کر رہے ہیں۔ہم صنعت کے صارفین کے ساتھ کام کرتے ہیں تاکہ جب نئے فریکوئنسی بینڈ کھلے ہوں تو معمولی آمدنی کے ذریعے مسابقتی فائدہ حاصل کرنے میں ان کی مدد کریں۔
ملی میٹر لہروں کا اگلا مرحلہ کیا ہے؟
ڈیٹا کے استعمال کی شرح صرف ایک سمت میں ترقی کرے گی، اور ڈیٹا پر انحصار کرنے والی ٹیکنالوجی میں بھی مسلسل بہتری آرہی ہے۔Augmented reality آ گئی ہے، اور IoT ڈیوائسز ہر جگہ عام ہو رہی ہیں۔گھریلو ایپلی کیشنز کے علاوہ، بڑے صنعتی عمل سے لے کر آئل اینڈ گیس فیلڈز اور نیوکلیئر پاور پلانٹس تک ہر چیز ریموٹ مانیٹرنگ کے لیے IoT ٹیکنالوجی کی طرف منتقل ہو رہی ہے – جس سے ان پیچیدہ سہولیات کو چلاتے وقت دستی مداخلت کی ضرورت کم ہو جاتی ہے۔ان اور دیگر تکنیکی ترقیوں کی کامیابی کا انحصار ڈیٹا نیٹ ورکس کی وشوسنییتا، رفتار اور معیار پر ہوگا جو ان کو سپورٹ کرتے ہیں – اور ملی میٹر لہریں مطلوبہ صلاحیت فراہم کرتی ہیں۔
ملی میٹر لہروں نے وائرلیس مواصلات کے میدان میں 6GHz سے کم تعدد کی اہمیت کو کم نہیں کیا ہے۔اس کے برعکس، یہ سپیکٹرم کے لیے ایک اہم ضمیمہ ہے، جو مختلف ایپلی کیشنز کو کامیابی کے ساتھ ڈیلیور کرنے کے قابل بناتا ہے، خاص طور پر وہ جن کے لیے بڑے ڈیٹا پیکٹ، کم تاخیر، اور زیادہ کنکشن کثافت کی ضرورت ہوتی ہے۔

ڈیٹا سے متعلق نئی ٹیکنالوجیز کی توقعات اور مواقع کو حاصل کرنے کے لیے ملی میٹر لہروں کے استعمال کا معاملہ قابل اطمینان ہے۔لیکن چیلنجز بھی ہیں۔
ریگولیشن ایک چیلنج ہے۔جب تک ریگولیٹری حکام مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے لائسنس جاری نہیں کرتے تب تک زیادہ ملی میٹر ویو فریکوئنسی بینڈ میں داخل ہونا ناممکن ہے۔بہر حال، طلب میں متوقع تیزی سے بڑھنے کا مطلب ہے کہ ریگولیٹرز پر بھیڑ اور مداخلت سے بچنے کے لیے مزید سپیکٹرم جاری کرنے کے لیے دباؤ بڑھ رہا ہے۔غیر فعال ایپلی کیشنز اور فعال ایپلی کیشنز جیسے کہ موسمیاتی سیٹلائٹس کے درمیان سپیکٹرم کا اشتراک بھی تجارتی ایپلی کیشنز پر اہم بات چیت کی ضرورت ہے، جو ایشیا پیسفک ہرٹز فریکوئنسی میں منتقل کیے بغیر وسیع فریکوئنسی بینڈ اور زیادہ مسلسل سپیکٹرم کی اجازت دے گا۔
نئی بینڈوڈتھ کے ذریعے فراہم کردہ مواقع سے فائدہ اٹھاتے وقت، اعلی تعدد مواصلات کو فروغ دینے کے لیے مناسب ٹیکنالوجیز کا ہونا ضروری ہے۔اسی لیے فلٹرونک مستقبل کے لیے ڈبلیو بینڈ اور ڈی بینڈ ٹیکنالوجیز تیار کر رہا ہے۔یہی وجہ ہے کہ ہم مستقبل کی وائرلیس ٹیکنالوجی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے درکار شعبوں میں مہارتوں اور علم کی ترقی کو فروغ دینے کے لیے یونیورسٹیوں، حکومتوں اور صنعتوں کے ساتھ تعاون کرتے ہیں۔اگر برطانیہ کو مستقبل کے عالمی ڈیٹا کمیونیکیشن نیٹ ورکس کی ترقی میں پیش قدمی کرنی ہے تو اسے حکومتی سرمایہ کاری کو RF ٹیکنالوجی کے صحیح شعبوں میں منتقل کرنے کی ضرورت ہے۔
اکیڈمیا، حکومت اور صنعت میں ایک پارٹنر کے طور پر، Filtronic اعلیٰ درجے کی مواصلاتی ٹیکنالوجیز کو تیار کرنے میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے جنہیں ایسی دنیا میں نئی ​​فعالیت اور امکانات فراہم کرنے کی ضرورت ہے جہاں ڈیٹا کی تیزی سے ضرورت ہے۔