5G और 4G में क्या अंतर है?

5G और 4G में क्या अंतर है?

आज की कहानी एक सूत्र से शुरू होती है।

यह एक साधारण लेकिन जादुई सूत्र है।यह सरल है क्योंकि इसमें केवल तीन अक्षर हैं।और यह आश्चर्यजनक है क्योंकि यह एक ऐसा सूत्र है जिसमें संचार प्रौद्योगिकी का रहस्य समाहित है।

सूत्र है:

मुझे सूत्र की व्याख्या करने की अनुमति दें, जो मूल भौतिकी सूत्र है, प्रकाश की गति = तरंग दैर्ध्य * आवृत्ति।

सूत्र के बारे में, आप कह सकते हैं: चाहे वह 1G, 2G, 3G, या 4G, 5G हो, सब अपने आप।

वायर्ड?तार रहित?

संचार प्रौद्योगिकियां केवल दो प्रकार की होती हैं - तार संचार और बेतार संचार।

अगर मैं आपको कॉल करता हूं, तो सूचना डेटा या तो हवा में है (अदृश्य और अमूर्त) या भौतिक सामग्री (दृश्यमान और मूर्त)।

यदि यह भौतिक सामग्री पर प्रसारित होता है, तो यह वायर्ड संचार होता है।इसमें तांबे के तार, ऑप्टिकल फाइबर आदि का इस्तेमाल किया जाता है, जिन्हें वायर्ड मीडिया कहा जाता है।

जब डेटा वायर्ड मीडिया पर प्रसारित होता है, तो दर बहुत अधिक मूल्यों तक पहुँच सकती है।

उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला में, एकल फाइबर की अधिकतम गति 26Tbps तक पहुंच गई है;यह पारंपरिक केबल का छब्बीस हजार गुना है।

प्रकाशित तंतु

हवाई संचार मोबाइल संचार की अड़चन है।

वर्तमान मुख्यधारा का मोबाइल मानक 4G LTE है, केवल 150Mbps की सैद्धांतिक गति (वाहक एकत्रीकरण को छोड़कर)।यह केबल की तुलना में बिल्कुल कुछ भी नहीं है।

इसलिए,अगर 5G को हाई-स्पीड एंड-टू-एंड हासिल करना है, तो महत्वपूर्ण बिंदु वायरलेस अड़चन को तोड़ना है।

जैसा कि हम सभी जानते हैं, वायरलेस संचार संचार के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग है।इलेक्ट्रॉनिक तरंगें और प्रकाश तरंगें दोनों विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं।

इसकी आवृत्ति एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के कार्य को निर्धारित करती है।विभिन्न आवृत्तियों की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अलग-अलग विशेषताएँ होती हैं और इस प्रकार अन्य उपयोग होते हैं।

उदाहरण के लिए, उच्च-आवृत्ति वाली गामा किरणों में महत्वपूर्ण घातकता होती है और इसका उपयोग ट्यूमर के इलाज के लिए किया जा सकता है।

वर्तमान में हम मुख्य रूप से संचार के लिए विद्युत तरंगों का उपयोग करते हैं।बेशक, एलआईएफआई जैसे ऑप्टिकल संचार का उदय हुआ है।

LiFi (प्रकाश निष्ठा), दृश्य प्रकाश संचार।

पहले रेडियो तरंगों पर वापस आते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंग से संबंधित हैं।इसकी आवृत्ति संसाधन सीमित हैं।

हमने आवृत्ति को विभिन्न भागों में विभाजित किया और उन्हें विभिन्न वस्तुओं और उपयोगों को हस्तक्षेप और संघर्ष से बचने के लिए सौंपा।

विभिन्न आवृत्तियों की रेडियो तरंगों का उपयोग

हम मुख्य रूप से उपयोग करते हैंएमएफ-एसएचएफमोबाइल फोन संचार के लिए।

उदाहरण के लिए, "GSM900" और "CDMA800" अक्सर 900MHz पर चलने वाले GSM और 800MHz पर चलने वाले CDMA को संदर्भित करते हैं।

वर्तमान में, दुनिया की मुख्यधारा 4G LTE प्रौद्योगिकी मानक UHF और SHF से संबंधित है।

चीन मुख्य रूप से एसएचएफ का उपयोग करता है

जैसा कि आप देख सकते हैं, 1G, 2G, 3G, 4G के विकास के साथ, उपयोग की जाने वाली रेडियो फ्रीक्वेंसी उच्च और उच्चतर होती जा रही है।

क्यों?

यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि आवृत्ति जितनी अधिक होती है, उतनी ही अधिक आवृत्ति संसाधन उपलब्ध होते हैं।अधिक आवृत्ति संसाधन उपलब्ध हैं, उच्च संचरण दर प्राप्त की जा सकती है।

उच्च आवृत्ति का अर्थ है अधिक संसाधन, जिसका अर्थ है तेज गति।

तो, 5G विशिष्ट आवृत्तियों का क्या उपयोग करता है?

जैसा कि नीचे दिया गया है:

5G की फ़्रीक्वेंसी रेंज को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: एक 6GHz से नीचे है, जो हमारे वर्तमान 2G, 3G, 4G से बहुत अलग नहीं है, और दूसरा, जो 24GHz से अधिक है।

वर्तमान में, 28GHz अग्रणी अंतरराष्ट्रीय परीक्षण बैंड है (फ़्रीक्वेंसी बैंड 5G के लिए पहला व्यावसायिक फ़्रीक्वेंसी बैंड भी बन सकता है)

यदि 28GHz द्वारा गणना की जाती है, तो उस सूत्र के अनुसार जिसका हमने ऊपर उल्लेख किया है:

खैर, यह 5G की पहली तकनीकी विशेषता है

मिलीमीटर लहर

मुझे बारंबारता तालिका फिर से दिखाने की अनुमति दें:

कृपया नीचे की रेखा पर ध्यान दें।ऐसा है कि एकमिलीमीटर लहर!

खैर, चूँकि उच्च आवृत्तियाँ इतनी अच्छी हैं, हमने पहले उच्च आवृत्ति का उपयोग क्यों नहीं किया?

वजह साफ है:

-ऐसा नहीं है कि आप इसका इस्तेमाल नहीं करना चाहते हैं।यह है कि आप इसे वहन नहीं कर सकते।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की उल्लेखनीय विशेषताएं: उच्च आवृत्ति, कम तरंग दैर्ध्य, रैखिक प्रसार के करीब (विवर्तन क्षमता जितनी खराब)।उच्च आवृत्ति, माध्यम में क्षीणन जितना अधिक होगा।

अपने लेज़र पेन को देखें (वेवलेंथ लगभग 635nm है)।उत्सर्जित प्रकाश सीधा होता है।यदि आप इसे रोकते हैं, तो आप इसे नहीं बना सकते।

फिर उपग्रह संचार और जीपीएस नेविगेशन को देखें (तरंग दैर्ध्य लगभग 1 सेमी है)।अगर कोई बाधा है, तो कोई संकेत नहीं होगा।

उपग्रह को सही दिशा में इंगित करने के लिए उपग्रह के बड़े पॉट को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए, या यहां तक ​​कि थोड़ी सी चूक भी सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित करेगी।

यदि मोबाइल संचार उच्च-आवृत्ति बैंड का उपयोग करता है, तो इसकी सबसे महत्वपूर्ण समस्या महत्वपूर्ण रूप से कम संचरण दूरी है, और कवरेज क्षमता बहुत कम हो जाती है।

उसी क्षेत्र को कवर करने के लिए आवश्यक 5G बेस स्टेशनों की संख्या 4G से काफी अधिक होगी।

बेस स्टेशनों की संख्या का क्या अर्थ है?पैसा, निवेश और लागत।

आवृत्ति जितनी कम होगी, नेटवर्क उतना ही सस्ता होगा और उतना ही अधिक प्रतिस्पर्धी होगा।यही कारण है कि सभी वाहकों ने निम्न-आवृत्ति वाले बैंडों के लिए संघर्ष किया है।

कुछ बैंडों को गोल्ड फ्रीक्वेंसी बैंड भी कहा जाता है।

इसलिए, उपरोक्त कारणों के आधार पर, उच्च आवृत्ति के आधार पर, नेटवर्क निर्माण की लागत के दबाव को कम करने के लिए, 5G को एक नया रास्ता खोजना होगा।

और क्या रास्ता है?

सबसे पहले, माइक्रो बेस स्टेशन है।

माइक्रो बेस स्टेशन

बेस स्टेशन दो प्रकार के होते हैं, माइक्रो बेस स्टेशन और मैक्रो बेस स्टेशन।नाम को देखो, और माइक्रो बेस स्टेशन छोटा है;मैक्रो बेस स्टेशन बहुत बड़ा है।

मैक्रो बेस स्टेशन:

एक बड़े क्षेत्र को कवर करने के लिए।

माइक्रो बेस स्टेशन:

बहुत छोटे से।

कई माइक्रो बेस स्टेशन अब, विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों और इनडोर में, अक्सर देखे जा सकते हैं।

भविष्य में, जब 5G की बात आती है, तो और भी बहुत कुछ होगा, और उन्हें हर जगह, लगभग हर जगह स्थापित किया जाएगा।

आप पूछ सकते हैं कि इतने बेस स्टेशन होने से क्या मानव शरीर पर कोई प्रभाव पड़ेगा?

मेरा उत्तर है-नहीं।

जितने अधिक बेस स्टेशन होंगे, उतना ही कम विकिरण होगा।

इसके बारे में सोचें, सर्दियों में, लोगों के समूह वाले घर में, क्या एक उच्च-शक्ति हीटर या कई कम-शक्ति वाले हीटर रखना बेहतर होता है?

छोटा बेस स्टेशन, कम शक्ति और सभी के लिए उपयुक्त।

यदि केवल एक बड़ा बेस स्टेशन है, तो विकिरण महत्वपूर्ण है और बहुत दूर है, कोई संकेत नहीं है।

एंटीना कहाँ है?

क्या आपने देखा है कि अतीत में सेल फोन में एक लंबा एंटीना होता था, और शुरुआती मोबाइल फोन में छोटे एंटेना होते थे?अब हमारे पास एंटेना क्यों नहीं हैं?

खैर, ऐसा नहीं है कि हमें एंटेना की जरूरत नहीं है;यह है कि हमारे एंटेना छोटे होते जा रहे हैं।

ऐन्टेना की विशेषताओं के अनुसार, ऐन्टेना की लंबाई तरंग दैर्ध्य के समानुपाती होनी चाहिए, लगभग 1/10 ~ 1/4 के बीच

जैसे-जैसे समय बदलता है, हमारे मोबाइल फोन की संचार आवृत्ति अधिक होती जा रही है, और तरंग दैर्ध्य कम और कम होता जा रहा है, और एंटीना भी तेज हो जाएगा।

मिलीमीटर-तरंग संचार, एंटीना भी मिलीमीटर-स्तर बन जाता है

इसका मतलब है कि एंटीना पूरी तरह से मोबाइल फोन और यहां तक ​​कि कई एंटेना में भी डाला जा सकता है।

यह 5G की तीसरी कुंजी है

विशाल MIMO (बहु-एंटीना प्रौद्योगिकी)

MIMO, जिसका अर्थ है बहु-इनपुट, बहु-आउटपुट।

LTE युग में, हमारे पास पहले से ही MIMO है, लेकिन एंटेना की संख्या बहुत अधिक नहीं है, और केवल यह कहा जा सकता है कि यह MIMO का पूर्व संस्करण है।

5G युग में, MIMO तकनीक मैसिव MIMO का एक उन्नत संस्करण बन गई है।

सेल टावरों का उल्लेख नहीं करने के लिए एक सेल फोन को कई एंटेना से भरा जा सकता है।

पिछले बेस स्टेशन में केवल कुछ एंटेना थे।

5G युग में, एंटेना की संख्या टुकड़ों से नहीं बल्कि "ऐरे" एंटीना सरणी द्वारा मापी जाती है।

हालांकि, एंटेना एक साथ बहुत करीब नहीं होना चाहिए।

एंटेना की विशेषताओं के कारण, एक बहु-एंटीना सरणी के लिए आवश्यक है कि एंटेना के बीच की दूरी आधी तरंग दैर्ध्य से ऊपर रखी जाए।यदि वे बहुत करीब हो जाते हैं, तो वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करेंगे और संकेतों के प्रसारण और स्वागत को प्रभावित करेंगे।

जब बेस स्टेशन सिग्नल भेजता है, तो यह एक लाइट बल्ब की तरह होता है।

सिग्नल आसपास के लिए उत्सर्जित होता है।प्रकाश के लिए, ज़ाहिर है, पूरे कमरे को रोशन करना है।यदि केवल किसी विशेष क्षेत्र या वस्तु को चित्रित करने के लिए, अधिकांश प्रकाश बर्बाद हो जाता है।

बेस स्टेशन वही है;बहुत सारी ऊर्जा और संसाधन बर्बाद हो जाते हैं।

तो, क्या हम बिखरे हुए प्रकाश को बाँधने के लिए एक अदृश्य हाथ पा सकते हैं?

इससे न केवल ऊर्जा की बचत होती है बल्कि यह भी सुनिश्चित होता है कि रोशनी वाले क्षेत्र में पर्याप्त रोशनी हो।

उत्तर है, हाँ।

यह हैbeamforming

बीमफॉर्मिंग या स्थानिक फ़िल्टरिंग एक सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है जो दिशात्मक सिग्नल ट्रांसमिशन या रिसेप्शन के लिए सेंसर सरणी में उपयोग की जाती है।यह ऐन्टेना सरणी में तत्वों को जोड़कर प्राप्त किया जाता है ताकि विशेष कोणों पर सिग्नल रचनात्मक हस्तक्षेप का अनुभव करते हैं जबकि अन्य विनाशकारी हस्तक्षेप का अनुभव करते हैं।स्थानिक चयनात्मकता प्राप्त करने के लिए बीमफॉर्मिंग का उपयोग ट्रांसमिटिंग और रिसीविंग सिरों दोनों पर किया जा सकता है।

यह स्थानिक बहुसंकेतन तकनीक सर्वदिशात्मक सिग्नल कवरेज से सटीक दिशात्मक सेवाओं में बदल गई है, अधिक संचार लिंक प्रदान करने के लिए एक ही स्थान में बीम के बीच हस्तक्षेप नहीं करेगी, बेस स्टेशन सेवा क्षमता में काफी सुधार करेगी।

वर्तमान मोबाइल नेटवर्क में, भले ही दो लोग एक-दूसरे को आमने-सामने बुलाते हों, सिग्नल बेस स्टेशनों के माध्यम से रिले किए जाते हैं, जिसमें कंट्रोल सिग्नल और डेटा पैकेट शामिल हैं।

लेकिन 5जी युग में यह स्थिति जरूरी नहीं है।

5जी की पांचवीं अहम खासियत-D2Dडिवाइस टू डिवाइस है।

5G युग में, यदि एक ही बेस स्टेशन के तहत दो उपयोगकर्ता एक दूसरे के साथ संवाद करते हैं, तो उनका डेटा अब बेस स्टेशन के माध्यम से नहीं बल्कि सीधे मोबाइल फोन पर भेजा जाएगा।

इस तरह यह बहुत सारे वायु संसाधनों को बचाता है और बेस स्टेशन पर दबाव कम करता है।

लेकिन, अगर आपको लगता है कि आपको इस तरह से भुगतान नहीं करना पड़ेगा, तो आप गलत हैं।

नियंत्रण संदेश को भी बेस स्टेशन से जाने की जरूरत है;आप स्पेक्ट्रम संसाधनों का उपयोग करते हैं।ऑपरेटर आपको कैसे जाने दे सकते हैं?

संचार प्रौद्योगिकी रहस्यमय नहीं है;संचार प्रौद्योगिकी के मुकुट रत्न के रूप में, 5G एक अगम्य नवाचार क्रांति प्रौद्योगिकी नहीं है;यह मौजूदा संचार प्रौद्योगिकी का अधिक विकास है।

जैसा कि एक विशेषज्ञ ने कहा-

संचार प्रौद्योगिकी की सीमाएं तकनीकी सीमाओं तक ही सीमित नहीं हैं बल्कि कठोर गणित पर आधारित निष्कर्ष हैं, जिन्हें शीघ्र ही तोड़ पाना असंभव है।

और कैसे वैज्ञानिक सिद्धांतों के दायरे में संचार की क्षमता का पता लगाने के लिए संचार उद्योग में कई लोगों की अथक खोज है।