वैश्विक 6जी अनुसंधान और विकास का अवलोकन

01अवलोकन

मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी अब पांचवीं पीढ़ी (5G) में विकसित हो चुकी है। अपने विकास के इतिहास में, 2G/3G ने बुनियादी मोबाइल कनेक्शन स्थापित किए, जबकि सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली 4G ने स्मार्ट टर्मिनलों के प्रचलन के माध्यम से भारी डेटा प्रवाह क्षमता प्रदान की और उपयोगकर्ताओं की जीवनशैली में बदलाव लाया। 5G ने पूरी तरह से व्यावसायीकरण से पहले ही काफी ध्यान आकर्षित किया है। इसका लक्ष्य न केवल पारंपरिक उपयोगकर्ताओं के व्यावसायिक अनुभव को बेहतर बनाना है, बल्कि मोबाइल संचार को विभिन्न उद्योगों के साथ जोड़कर मोबाइल संचार व्यवसाय के क्षेत्र का व्यापक विस्तार करना भी है। हालांकि 5G अभी भी वैश्विक स्तर पर तैनाती के प्रारंभिक चरण में है और विभिन्न उद्योगों के साथ सहयोग की शुरुआत ही हुई है, लेकिन भविष्य में, तैनाती और सेवाओं के परिपक्व होने के साथ, यह निश्चित रूप से मोबाइल संचार बाजार में समृद्धि लाएगा और विभिन्न उद्योगों और यहां तक ​​कि पूरे समाज के डिजिटलीकरण की प्रक्रिया को गति देगा।

यद्यपि 5G के सिस्टम संकेतक और क्षमताएं काफी बेहतर हो गई हैं और इसके अनुप्रयोग परिदृश्य भी तेजी से विविध हो गए हैं, फिर भी कुछ सीमाएं हैं। भविष्य को देखते हुए, मोबाइल संचार नेटवर्क के निरंतर विकास को बढ़ावा देने वाले कई प्रेरक बल मौजूद हैं। एक ओर, यह कृत्रिम बुद्धिमत्ता, ब्लॉकचेन, क्लाउड कंप्यूटिंग और अन्य सूचना एवं संचार प्रौद्योगिकी जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों के साथ-साथ नई सामग्रियों, एंटेना और अन्य प्रक्रियाओं द्वारा संचालित है। दूसरी ओर, मांग के निरंतर विकास के कारण, विविध टर्मिनलों के विकास और विभिन्न उद्योगों में डिजिटलीकरण के स्तर में सुधार के साथ, होलोग्राफिक, इमर्सिव एक्सआर, स्पर्शनीय इंटरनेट और स्मार्ट फैक्ट्रियों जैसी सेवाओं का प्रस्ताव आया है, जिनके लिए न केवल गति, विलंब, कनेक्शनों की संख्या और कवरेज जैसे पारंपरिक प्रदर्शन संकेतकों में सुधार की आवश्यकता है, बल्कि धारणा, स्थिति निर्धारण और सुरक्षा के लिए मांग के नए आयाम भी सामने आए हैं। इसलिए, अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार की परिकल्पना, आवश्यकताओं और प्रौद्योगिकी पर शोध धीरे-धीरे किया जा रहा है। 5G द्वारा समाज में लाए गए व्यापक बदलावों और अतिरिक्त आर्थिक मूल्य के कारण, दुनिया भर के प्रतिस्पर्धी देश और औद्योगिक श्रृंखलाएं मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी को बहुत महत्व देती हैं। न केवल प्रमुख मानक संगठन, बल्कि शिक्षा जगत और यहां तक ​​कि कई संबंधित राष्ट्रीय संस्थान और उद्योग भी पूर्व-अनुसंधान शुरू कर चुके हैं, जिसका उद्देश्य अगले 10 वर्षों में, यानी 2030 तक एक परिपक्व तकनीकी प्रणाली विकसित करना है, ताकि नई व्यावसायिक जरूरतों को पूरा करने के साथ-साथ अपनी प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने में सक्षम एक परिपक्व प्रौद्योगिकी प्रणाली विकसित की जा सके।

मोबाइल संचार की अगली पीढ़ी, अर्थात् 6जी प्रणाली पर ध्यान केंद्रित करते हुए, यह लेख प्रमुख वैश्विक मानक संगठनों, क्षेत्रीय और राष्ट्रीय संगठनों तथा विश्वविद्यालय अनुसंधान संस्थानों की अनुसंधान पृष्ठभूमि और संबंधित प्रगति को सुव्यवस्थित करता है, वर्तमान संभावित वायरलेस और नेटवर्क प्रौद्योगिकी दिशाओं तथा उनके द्वारा लाए जाने वाले तकनीकी लाभों का विश्लेषण करता है, और अंत में 6जी की प्रगति का सारांश प्रस्तुत करता है तथा 6जी की परिकल्पना और समग्र विकास दिशा पर विचार प्रस्तुत करता है।

02वैश्विक 6G अनुसंधान स्थिति

2.1 अंतर्राष्ट्रीय एवं क्षेत्रीय संगठन

2.1.1 अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ (आईटीयू)

अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ के अंतर्गत दूरसंचार मानकीकरण क्षेत्र अध्ययन समूह 13 (ITU-T SG13) भविष्य के नेटवर्क अनुसंधान के लिए प्रतिबद्ध है और इसने 2030 और उसके बाद की नेटवर्क सेवा आवश्यकताओं का पता लगाने के लिए जुलाई 2018 में NET-2030 नेटवर्क फोकस समूह की स्थापना की। इस फोकस समूह के तीन उप-समूह हैं, जिनमें अनुप्रयोग परिदृश्य और आवश्यकताएं, नेटवर्क सेवाएं और प्रौद्योगिकियां, और वास्तुकला और अवसंरचना शामिल हैं। इसने 2019 में दो श्वेत पत्र जारी किए, जो 2030 नेटवर्क के अनुप्रयोग परिदृश्यों और नई सेवा क्षमताओं पर केंद्रित थे। इसने होलोग्राफिक और स्पर्शनीय इंटरनेट जैसे विभिन्न नए परिदृश्यों के साथ-साथ वर्तमान नेटवर्क कमियों और भविष्य के नेटवर्क में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य सेवाओं का प्रस्ताव रखा।

इसके अतिरिक्त, आईटीयू के अंतर्गत रेडियो संचार क्षेत्र के 5डी कार्य समूह (आईटीयू-आर डब्ल्यूपी5डी) ने फरवरी 2020 में स्विट्जरलैंड के जिनेवा में आयोजित एक बैठक में 2030 और भविष्य (6जी) के लिए अनुसंधान कार्य शुरू किया। इस बैठक में भविष्य की प्रौद्योगिकी प्रवृत्ति अनुसंधान रिपोर्ट, भविष्य की प्रौद्योगिकी परिकल्पना प्रस्ताव और अन्य महत्वपूर्ण योजना बिंदुओं सहित एक प्रारंभिक 6जी अनुसंधान कार्यक्रम तैयार किया गया। इस बैठक में, आईटीयू ने "भविष्य की प्रौद्योगिकी प्रवृत्ति रिपोर्ट" लिखना शुरू किया, जिसे जून 2022 तक पूरा करने का लक्ष्य है। यह रिपोर्ट 5जी के बाद आईएमटी प्रणालियों के तकनीकी विकास की दिशा का वर्णन करती है, जिसमें आईएमटी विकास प्रौद्योगिकी, उच्च स्पेक्ट्रल दक्षता प्रौद्योगिकी और तैनाती शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, 2021 की पहली छमाही में "भविष्य प्रौद्योगिकी विज़न प्रस्ताव" को लॉन्च करने और जून 2023 तक इसे पूरा करने की योजना है। इस प्रस्ताव में 2030 और भविष्य के लिए आईएमटी प्रणाली के समग्र लक्ष्य शामिल हैं, जैसे कि अनुप्रयोग परिदृश्य, मुख्य प्रणाली क्षमताएं आदि। वर्तमान में, आईटीयू ने अभी तक 6जी मानक के लिए विकास योजना निर्धारित नहीं की है।

2.1.2 इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स (IEEE)

अगस्त 2018 में, IEEE ने "5G और उससे आगे की तकनीक को साकार करने" के लक्ष्य के साथ भविष्य के नेटवर्क अनुसंधान की शुरुआत की। 25 मार्च, 2019 को, IEEE द्वारा प्रायोजित विश्व का पहला 6G वायरलेस शिखर सम्मेलन फिनलैंड में आयोजित किया गया। उद्योग और शिक्षा जगत के कई प्रतिनिधियों ने 6G पर नवीनतम जानकारियों और नवाचारों को प्रकाशित किया और 6G की परिकल्पना को साकार करने के लिए आवश्यक सैद्धांतिक और व्यावहारिक चुनौतियों पर चर्चा की। सम्मेलन के शोध पत्रों और रिपोर्टों में 6G परिदृश्य की कल्पना, मिलीमीटर तरंगें और टेराहर्ट्ज़, स्मार्ट कनेक्शन, एज एआई, मशीन वायरलेस संचार आदि जैसी कई तकनीकों को शामिल किया गया। दूसरा 6G वायरलेस शिखर सम्मेलन भी 2020 में ऑनलाइन आयोजित किया गया, जिसमें उद्योग, ऑपरेटरों, अनुसंधान संस्थानों के विद्वानों और हितधारकों द्वारा मुख्य भाषण, तकनीकी बैठकें और संबंधित प्रदर्शन शामिल थे। 6G शिखर सम्मेलन एक वैश्विक प्रौद्योगिकी कार्यक्रम है, जिसका उद्देश्य विभिन्न उद्योगों के सामूहिक प्रयासों के माध्यम से 6G की परिकल्पना और विकास दिशा को स्पष्ट करना है।

2.1.3 तृतीय पीढ़ी भागीदारी परियोजना (3GPP)

3GPP का वर्तमान विकासशील संस्करण, R17, अभी भी 5G सुविधाओं का विकास और संवर्धन है, लेकिन मांग समूह SA1 ने भविष्य की सेवाओं के लिए संबंधित परियोजनाएं शुरू कर दी हैं, जिनमें स्मार्ट ग्रिड, स्पर्श संचार आदि शामिल हैं, जिससे अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार प्रणालियों में सुगम संक्रमण होने की संभावना है। वर्तमान प्रगति और योजनाओं के अनुसार, 3GPP संभवतः R19 (2023) में 6G विज़न, प्रौद्योगिकी और आवश्यकताओं पर काम शुरू करेगा और R21 या बाद के चरणों में 6G मानकीकरण का काम शुरू करेगा।

2.1.4 6जी फ्लैगशिप

फिनलैंड के एक संघ द्वारा प्रायोजित और औलू विश्वविद्यालय के नेतृत्व में स्थापित 6G फ्लैगशिप की स्थापना 2019 में हुई थी और यह "लगभग त्वरित, असीमित वायरलेस कनेक्शन" के साथ मानकीकृत संचार प्रौद्योगिकी प्रदान करने के लिए प्रतिबद्ध है। सितंबर 2019 में, इसने "6G सर्वव्यापी वायरलेस इंटेलिजेंस के लिए प्रमुख प्रेरक और अनुसंधान चुनौतियाँ" नामक एक श्वेत पत्र जारी किया, जिसमें शुरू में इस बारे में सवालों के जवाब दिए गए कि 6G लोगों के जीवन को कैसे बदलेगा, इसमें कौन सी तकनीकी विशेषताएँ हैं और किन तकनीकी कठिनाइयों को हल करने की आवश्यकता है। इसमें 6G की परिकल्पना, प्रेरक शक्ति, अनुप्रयोग और सेवाओं का वर्णन है। वायरलेस अनुसंधान दिशा कृत्रिम बुद्धिमत्ता, नए प्राधिकरण-मुक्त पहुँच, सिग्नल शेपिंग, एनालॉग मॉड्यूलेशन, बड़े पैमाने पर बुद्धिमान सतहों आदि पर केंद्रित है। वायरलेस हार्डवेयर की प्रगति और कठिनाई का भी विश्लेषण किया गया है। नेटवर्क अनुसंधान दिशा विश्वास श्रृंखला की स्थापना पर केंद्रित है।

2.2 राष्ट्रीय परिप्रेक्ष्य और रूपरेखा

2.2.1 चरण

यूरोपीय संघ ने 2017 में छठी पीढ़ी के मोबाइल संचार (6G) प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास परियोजना पर परामर्श शुरू किया, जिसका उद्देश्य 2030 तक 6G प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण करना है। साथ ही, यूरोपीय संघ ने तीन वर्षीय 6G बुनियादी प्रौद्योगिकी अनुसंधान परियोजना भी शुरू की है। इसका मुख्य उद्देश्य अगली पीढ़ी की फॉरवर्ड एरर करेक्शन कोडिंग तकनीक, उन्नत चैनल कोडिंग और चैनल मॉड्यूलेशन तकनीक का अध्ययन करना है, जिनका उपयोग 6G संचार नेटवर्क में किया जा सकता है। यूरोपीय संघ का होराइजन 2020 संगठन "बुद्धिमान नेटवर्क और सेवाओं" पर एक 6G अनुसंधान परियोजना भी शुरू करेगा, जो वर्तमान में प्रारंभिक प्रदर्शन और पूर्व-अनुसंधान चरण में है।इसके अतिरिक्त, यूरोपीय संघ सक्रिय रूप से विश्वविद्यालयों और अनुसंधान संस्थानों को वित्त पोषित करता है, जिनमें फिनलैंड का राष्ट्रीय तकनीकी अनुसंधान केंद्र और औलू विश्वविद्यालय शामिल हैं, जो टेराहर्ट्ज़, वायरलेस ब्रॉडबैंड एक्सेस, एज इंटेलिजेंस और कोडेक्स जैसे भविष्य के अनुप्रयोग परिदृश्यों और तकनीकी दिशाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

2.2.2 चरण

अमेरिकी सरकार 6G तकनीक को बहुत महत्व देती है और टेराहर्ट्ज़ तथा वायु-अंतरिक्ष-भूमि एकीकरण तकनीकों के क्षेत्र में निरंतर प्रयास कर रही है। मार्च 2019 में, FCC ने संयुक्त राज्य अमेरिका में 95 GHz से 3THz तक के THz बैंड में स्पेक्ट्रम आवंटन की घोषणा की। उसका मानना ​​है कि 6G टेराहर्ट्ज़ आवृत्ति युग की ओर अग्रसर होगा। जैसे-जैसे नेटवर्क सघन होता जा रहा है, THz और ब्लॉकचेन पर आधारित गतिशील स्पेक्ट्रम साझाकरण तकनीक और स्थानिक मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक सहित तीन प्रमुख तकनीकें नए तकनीकी रुझान बन रही हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और वर्जीनिया टेक टेराहर्ट्ज़ तथा अन्य 6G दिशाओं में प्रारंभिक शोध कार्य कर रहे हैं। इसके अलावा, Space-X, OneWeb, Amazon आदि ने आगामी 6G के लिए संभावित सहायक तकनीकों के रूप में सैटेलाइट इंटरनेट योजनाएं शुरू की हैं।

2.2.3 चरण

जापान सरकार सार्वजनिक-निजी सहयोग के माध्यम से भविष्य के 6G के लिए एक व्यापक विकास रणनीति तैयार करने की योजना बना रही है। अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्रालय ने एक प्रमुख राष्ट्रीय प्राथमिकता परियोजना स्थापित करने और 6G अनुसंधान एवं विकास शुरू करने के लिए 220 अरब युआन का कोष स्थापित किया है। इसकी अध्यक्षता टोक्यो विश्वविद्यालय के अध्यक्ष कर रहे हैं और तोशिबा जैसी प्रौद्योगिकी क्षेत्र की दिग्गज कंपनियां तकनीकी सहायता प्रदान कर रही हैं। टेराहर्ट्ज़ के क्षेत्र में जापान को वर्तमान में अद्वितीय लाभ प्राप्त है और उसने टेराहर्ट्ज़ प्रौद्योगिकी को "राष्ट्रीय स्तंभ प्रौद्योगिकियों के शीर्ष दस प्रमुख रणनीतिक उद्देश्यों" में प्रथम स्थान पर रखा है। एनटीटी समूह ने टेराहर्ट्ज़ और कक्षीय कोणीय संवेग, दो बी5जी और 6जी प्रौद्योगिकियों के विकास को बढ़ावा दिया है। इसके अलावा, जापान 6G को समर्थन देने के लिए सूचना प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के रूप में "ऑप्टिकल सेमीकंडक्टर" का भी उपयोग करेगा। एनटीटी ने कहा कि वह 65 कंपनियों के साथ सहयोग करेगा और 2030 तक 6G के लिए ऑप्टिकल सेमीकंडक्टर का बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल करने का प्रयास करेगा।

2.2.4 लाभ

दक्षिण कोरिया में 6G अनुसंधान मुख्य रूप से उद्यमों और विश्वविद्यालय अनुसंधान संस्थानों में केंद्रित है, जिनमें सैमसंग, एसके, एलजी इलेक्ट्रॉनिक्स, कोरिया एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी आदि शामिल हैं। इनमें से, एलजी इलेक्ट्रॉनिक्स ने कोरिया एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के साथ मिलकर एक 6G अनुसंधान केंद्र स्थापित किया है; इलेक्ट्रॉनिक्स और दूरसंचार संस्थान ने फिनलैंड के औलू विश्वविद्यालय के साथ 6G नेटवर्क प्रौद्योगिकी विकसित करने के लिए एक समझौता ज्ञापन पर हस्ताक्षर किए हैं। एसके टेलीकॉम ने 6G नेटवर्क अनुसंधान और विकास में सहयोग को मजबूत करने के लिए फिनलैंड की नोकिया और स्वीडन की एरिक्सन के साथ समझौते किए हैं। जून 2019 में, सैमसंग ने एक एडवांस्ड कम्युनिकेशंस रिसर्च सेंटर स्थापित किया और 6G नेटवर्क पर अनुसंधान शुरू किया। जुलाई 2020 में, सैमसंग ने "6G: सभी के लिए अगला हाइपर कनेक्टेड अनुभव" नामक एक 6G विजन श्वेत पत्र जारी किया, जिसमें सैमसंग के 6G विजन, विकास के रुझान, अनुप्रयोग परिदृश्य, संकेतक आवश्यकताएं, संभावित प्रौद्योगिकियां और अपेक्षित मानकीकरण कार्यक्रम शामिल हैं।

2.2.5 वर्ष

नवंबर 2019 में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने 6G प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास कार्य के लिए एक प्रारंभिक बैठक आयोजित की और एक राष्ट्रीय 6G प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास प्रोत्साहन कार्य समूह और एक समग्र विशेषज्ञ समूह की स्थापना की घोषणा की। इनमें से, प्रोत्साहन कार्य समूह 6G प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास कार्य के कार्यान्वयन को बढ़ावा देने के लिए जिम्मेदार है; समग्र विशेषज्ञ समूह 6G प्रौद्योगिकी अनुसंधान रूपरेखा सुझाव और तकनीकी प्रदर्शन प्रस्तावित करने और प्रमुख निर्णयों के लिए परामर्श और सुझाव प्रदान करने के लिए जिम्मेदार है। उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने भी 2019 में एक 6G अनुसंधान समूह की स्थापना की, जिसका नाम बाद में बदलकर IMT-2030 कर दिया गया। इसने उद्योग और विश्वविद्यालयों से सहयोग जुटाया, जिसमें मांग, वायरलेस और नेटवर्क प्रौद्योगिकियों को शामिल किया गया, और 6G प्रोत्साहन विचारों और प्रमुख दिशाओं को स्पष्ट करने के उद्देश्य से दूरदर्शी दृष्टिकोण आवश्यकताओं और प्रौद्योगिकी अनुसंधान को मजबूत किया गया।

03संभावित अनुसंधान दिशाएँ

अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार पर शोध नई तकनीकों और नए नेटवर्क आर्किटेक्चर की चर्चा से अविभाज्य है। यह अध्याय प्रमुख संगठनों, विश्वविद्यालयों और अनुसंधान संस्थानों की वर्तमान शोध प्राथमिकताओं को क्रमबद्ध करता है और उन्हें तीन श्रेणियों में विभाजित करता है: नया स्पेक्ट्रम, नई वायरलेस तकनीक और नया नेटवर्किंग आर्किटेक्चर और नेटवर्क क्षमताएं। यह मुख्य रूप से 6G सिस्टम की तकनीकी विशेषताओं और आवश्यकता का परिचय देता है और आगे के व्यापक और व्यवस्थित शोध कार्य के लिए एक बुनियादी संदर्भ प्रदान करता है।

3.1 नया स्पेक्ट्रम
भविष्य में, व्यवसायों और उपयोगकर्ताओं में विविधता बढ़ेगी और नेटवर्क प्रदर्शन की आवश्यकताएं भी बढ़ती जाएंगी। वर्तमान में, कम आवृत्ति वाले संसाधन लगभग पूरी तरह से उपयोग में आ चुके हैं, इसलिए स्पेक्ट्रम को उच्च बैंड तक विस्तारित करना 6G की अनुसंधान दिशा बन जाएगा। वर्तमान में उद्योग का ध्यान टेराहर्ट्ज़ और दृश्य प्रकाश आवृत्ति बैंड पर अधिक केंद्रित है।

टेराहर्ट्ज़ 100 GHz से 10 THz तक की आवृत्ति बैंड को संदर्भित करता है, जिसकी तरंगदैर्ध्य सीमा 0.03 से 3 मिमी तक होती है। यह रेडियो तरंगों और प्रकाश तरंगों के बीच का विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। इसमें प्रचुर मात्रा में सूचना का संचरण, सब-पिकोसेकंड पल्स चौड़ाई, उच्च स्थानिक-कालिक सुसंगतता, कम फोटॉन ऊर्जा, मजबूत भेदन क्षमता, उपयोग में उच्च सुरक्षा, अच्छी दिशात्मकता और उच्च बैंडविड्थ जैसी विशेषताएं हैं। टेराहर्ट्ज़ संचार अनुप्रयोगों को कवरेज दूरी के आधार पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। लंबी दूरी के कवरेज अनुप्रयोगों में उच्च क्षमता वाले वायरलेस फ्रंटहॉल/बैकहॉल, वायरलेस डेटा सेंटर, अंतरिक्ष अनुप्रयोग आदि शामिल हैं। कवरेज दूरी सैकड़ों मीटर से लेकर किलोमीटर तक होती है। कम दूरी के कवरेज अनुप्रयोगों में अल्प-श्रेणी बिंदु-से-बिंदु संचार, चिप संचार, स्वास्थ्य निगरानी और नैनोस्केल इंटरनेट ऑफ थिंग्स आदि शामिल हैं, जिनका कवरेज मिलीमीटर से लेकर मीटर तक होता है। वर्तमान टेराहर्ट्ज़ अनुसंधान में प्रमुख मुद्दे कोर उपकरणों का विकास और लचीला एवं गतिशील वायु इंटरफ़ेस डिज़ाइन हैं।

दृश्य प्रकाश बैंड का स्पेक्ट्रम 420~780 THz है, और तरंगदैर्ध्य सीमा 380~780 nm है। इसका उपयोग बिना अनुमति के किया जा सकता है। दृश्य प्रकाश संचार में प्रकाश और संचार का संयोजन, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का न होना और पर्यावरण के अनुकूल होने जैसे लाभ हैं। इसलिए, VLC निकटवर्ती घरेलू हस्तक्षेप की समस्या को हल करने का एक महत्वपूर्ण साधन है और इसे भविष्य के संचार प्रणालियों के लिए एक वैकल्पिक तकनीक माना जाता है। VLC के मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्यों में इनडोर वायरलेस एक्सेस, इनडोर पोजिशनिंग, इनडोर नेविगेशन, बुद्धिमान परिवहन, विमानन क्षेत्र में अनुप्रयोग, उपकरणों के बीच डेटा साझाकरण, उच्च दर सूचना प्रसारण, जलमग्न संचार, सूचना सुरक्षा आदि शामिल हैं। हालांकि, वर्तमान दृश्य प्रकाश संचार उद्योग श्रृंखला अभी पर्याप्त रूप से परिपक्व नहीं है, और मोबाइल टर्मिनलों के दृश्य प्रकाश ट्रांसीवर उपकरणों में ही मुख्य बाधा है।

3.2 नई वायरलेस साइड तकनीक

3.2.1 बड़ी स्मार्ट सतहें

पूर्व के मोबाइल सिस्टमों में, कई वायरलेस व्यक्तिगत प्रौद्योगिकियां बदलते वायरलेस चैनल वातावरण के अनुकूल बेहतर ढंग से ढलने और सिस्टम क्षमता को बढ़ाने के लिए अनुकूलित ट्रांसीवर डिज़ाइनों (जैसे वेवफॉर्म स्कीम, कोडिंग स्कीम, समय-आवृत्ति और स्थानिक संचरण तंत्र आदि) का उपयोग करने के लिए समर्पित थीं। अतीत में, विद्युत चुम्बकीय तरंगों का नियंत्रण ट्रांसमीटर और रिसीवर तक ही सीमित था। हालांकि, हाल के वर्षों में, स्मार्ट मेटासर्फेस के उद्भव ने चैनल वातावरण की विद्युत चुम्बकीय विशेषताओं को लचीले ढंग से नियंत्रित करना संभव बना दिया है, जिसने शिक्षा जगत और उद्योग जगत का व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। स्मार्ट मेटासर्फेस एक कृत्रिम विद्युत चुम्बकीय सतह संरचना है जिसमें प्रोग्राम करने योग्य विद्युत चुम्बकीय गुण होते हैं, जो आमतौर पर नए प्रोग्राम करने योग्य मेटासामग्रियों से बनी होती है। स्मार्ट मेटासर्फेस डिजिटल कोडिंग के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंगों को सक्रिय रूप से और बुद्धिमानी से नियंत्रित कर सकती है, जिससे नियंत्रणीय आयाम, चरण, ध्रुवीकरण और आवृत्ति के साथ एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनता है। यह तंत्र स्मार्ट मेटासर्फेस की भौतिक विद्युत चुम्बकीय दुनिया और सूचना विज्ञान की डिजिटल दुनिया के बीच एक इंटरफ़ेस प्रदान करता है। स्मार्ट मेटासर्फेस प्रौद्योगिकी के लाभों में कम ऊर्जा खपत, कम हार्डवेयर लागत, स्व-हस्तक्षेप का अभाव, लचीला विन्यास और व्यापक अनुप्रयोग शामिल हैं। यह विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार परावर्तन, संचरण, प्रकीर्णन आदि के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय किरणों को वास्तविक समय में नियंत्रित कर सकता है, वायरलेस वातावरण को बदल सकता है, उपयोगी सिग्नल की गुणवत्ता बढ़ा सकता है और इस प्रकार कवरेज बढ़ाने, सिस्टम क्षमता में सुधार करने और डिज़ाइन को सरल बनाने के उद्देश्य को प्राप्त कर सकता है। यह भविष्य के मोबाइल संचार के विकास के लिए विशेष रूप से आकर्षक है।

3.2.2 नई कोडिंग और तरंगरूप

मोबाइल सिस्टम के पिछले विकास में, 4G से 5G तक, पीक रेट में 10 गुना से अधिक की वृद्धि हुई। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि मोबाइल सिस्टम की अगली पीढ़ी में भी यह वृद्धि दर बनी रहेगी या और भी तेज हो सकती है। डिकोडिंग थ्रूपुट की आवश्यकता 100 Gbps से अधिक हो गई है, और डिकोडिंग समानांतरता को बेहतर बनाने के लिए डिकोडिंग एल्गोरिदम और त्रुटि सुधार कोड को फिर से डिज़ाइन करने की आवश्यकता है। साथ ही, विश्वसनीयता की आवश्यकताएं भी लगातार बढ़ रही हैं, जिसके लिए कोडिंग में त्रुटि स्तर को कम करना और संबंधित डिज़ाइनों को अनुकूलित करना आवश्यक है। वर्तमान में जिन कोडिंग तकनीकों पर अधिक अध्ययन किया जा रहा है उनमें स्पाइनल कोडिंग तकनीक, इंडेक्स मॉड्यूलेशन तकनीक और नॉनलाइनियर प्रीकोडिंग शामिल हैं। इसके साथ ही, कृत्रिम बुद्धिमत्ता भी कोडिंग में धीरे-धीरे ध्यान आकर्षित कर रही है। इसके अलावा, 5G सिस्टम में, वेवफॉर्म डिज़ाइन को विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार लचीले ढंग से अनुकूलित किया जा सकता है। भविष्य में, 6G अधिक जटिल परिदृश्यों और सेवाओं का समर्थन करेगा, और प्रदर्शन संकेतक भी काफी बेहतर होंगे। नए वेवफॉर्म का डिज़ाइन और परिचय अनिवार्य है। वर्तमान शोध में गैर-लंबवत तरंगों पर आधारित डिजाइन, रूपांतरण डोमेन तरंग डिजाइन आदि शामिल हैं। भविष्य की प्रणालियों में नई कोडिंग और तरंगें महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी और ये ऐसे तकनीकी क्षेत्र हैं जिन पर आगे शोध करने की आवश्यकता है।

3.3 नई नेटवर्किंग वास्तुकला और नेटवर्क क्षमताएं

3.3.1 अंतरिक्ष, भूमि, वायु और समुद्र का एकीकरण

आज की डिजिटल अर्थव्यवस्था में जीवन स्तर को बेहतर बनाने में उपग्रह संचार की महत्वपूर्ण भूमिका है। स्थलीय नेटवर्क की तुलना में, उपग्रह नेटवर्क पृथ्वी की पूरी सतह को कवर करते हैं, उन्नत गतिशीलता प्रदान करते हैं, उच्च सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं, और लंबी दूरी के संचरण में विलंब की गारंटी देते हैं। उपग्रहों, विमानों और जमीनी नेटवर्क को मिलाकर त्रि-आयामी और विविध नेटवर्क अंतर्संबंध स्थापित करने से व्यापक रेंज, विशाल क्षमता और व्यापक नेटवर्क संचार वितरण और अंतःक्रिया संभव हो पाती है। यह सीमित ग्रामीण क्षेत्रों, हवाई क्षेत्र और समुद्री क्षेत्र के संपर्कों, और आपदा प्रबंधन जैसी विशेष परिस्थितियों को पूरा करता है, वैश्विक निर्बाध कवरेज और निर्बाध हैंडओवर सुनिश्चित करता है, और अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार कवरेज और कनेक्शन आवश्यकताओं की गारंटी प्रदान करता है। वर्तमान तकनीकी प्रणाली के सामने आने वाली तकनीकी चुनौतियों में संचरण लिंक में अत्यधिक गतिशील परिवर्तन, नेटवर्क का जटिल स्थानिक-कालिक व्यवहार और विविध व्यावसायिक पैमानों में भारी अंतर शामिल हैं। एक साथ वायु, अंतरिक्ष और जमीनी एकीकृत नेटवर्किंग, संचरण सिद्धांत, अनुकूलित शेड्यूलिंग और बुद्धिमान सहयोग में तकनीकी सफलताओं के लिए भी महत्वपूर्ण तकनीकी विकास की आवश्यकता है।

3.3.2 नियतात्मक नेटवर्क

डिटरमिनिस्टिक नेटवर्किंग (DetNet - डिटरमिनिस्टिक नेटवर्किंग) मूल रूप से एक ऐसी तकनीक थी जिसने आईपी नेटवर्क को "सर्वोत्तम प्रयास" से "समय पर, सटीक और तेज़" में बदलने में मदद की, जिससे एंड-टू-एंड लेटेंसी को नियंत्रित और कम किया जा सके। इसका प्रारंभिक लक्ष्य उद्योग, ऊर्जा और इंटरनेट ऑफ व्हीकल्स जैसे विशिष्ट उद्योगों पर था, जिनकी नेटवर्क लेटेंसी, विश्वसनीयता और स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं। IEEE द्वारा विकसित वर्तमान TSN मानक ईथरनेट की नियतिवादिता प्रदान करता है, और IETF द्वारा स्थापित डिटरमिनिस्टिक नेटवर्क वर्किंग ग्रुप TSN में विकसित तकनीक को राउटर तक विस्तारित करने और नेटवर्क के पैमाने को बढ़ाने के लिए प्रतिबद्ध है। भविष्य में, जैसे-जैसे मोबाइल टर्मिनल और उनके द्वारा प्रदान की जाने वाली सेवाओं के प्रकार अधिक विविध होते जाएंगे, उच्च परिशुद्धता समय सिंक्रनाइज़ेशन, पूर्ण एंड-टू-एंड ऊपरी सीमा विलंब और अति-विश्वसनीय शून्य-हानि डेटा पैकेट वितरण जैसी "नियतिवादी" आवश्यकताएं अगली पीढ़ी के मोबाइल सिस्टम की आवश्यकताएं बन जाएंगी। मोबाइल सिस्टम में एंड-टू-एंड निश्चितता प्राप्त करने के लिए वायरलेस पक्ष महत्वपूर्ण है। वायरलेस ट्रांसमिशन वातावरण से आसानी से प्रभावित हो जाता है, और ट्रांसमिशन की गुणवत्ता की गारंटी देना मुश्किल है। 5G युग में, 3GPP मानकों ने TSN और 5G के एकीकरण के लिए एक योजना तैयार की है। 5G सिस्टम को TSN ब्रिज के रूप में उपयोग किया जाता है और आर्किटेक्चर को ब्लैक बॉक्स तरीके से एकीकृत किया जाता है। हालांकि, ये दोनों अभी भी स्वतंत्र सिस्टम हैं और TSN के प्रदर्शन की पूरी गारंटी देना मुश्किल है। भविष्य में, अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार सिस्टम में, 6G नेटिव सपोर्ट को सुनिश्चित करने के लिए व्यावसायिक विशेषताओं को पूरी तरह से ध्यान में रखा जाएगा। संबंधित तकनीकी समाधानों और आर्किटेक्चर सिस्टम में और सुधार की आवश्यकता है।

3.3.3 क्लाउड नेटिव

क्लाउड नेटिव का अर्थ है कि एप्लिकेशन क्लाउड सर्वरों पर तैनात किए जाते हैं और इनमें कंटेनरीकरण, माइक्रोसेवाएं, निरंतर वितरण और डेवऑप्स जैसी विशेषताएं होती हैं। ये प्रौद्योगिकियां एक शिथिल रूप से युग्मित प्रणाली का निर्माण कर सकती हैं जो दोष-सहिष्णु, प्रबंधन में आसान और निगरानी में आसान होती है। 5G युग में, कोर नेटवर्क सेवा-उन्मुख वास्तुकला पर आधारित है, जिससे सामान्य-उद्देश्यीय सर्वरों का उपयोग करके नेटवर्क कार्यों को लागू करना और डेटा केंद्रों में क्लाउडीकरण प्रभाव प्राप्त करना आसान हो जाता है। हालांकि, वर्तमान 5G कोर नेटवर्क परिनियोजन में अभी भी कंटेनरीकरण और माइक्रोसेवाओं जैसी सुविधाएं मौजूद नहीं हैं। भविष्य में, लचीली, स्केलेबल, तीव्र नवाचार और ऑनलाइन नेटवर्क सेवाएं बनाने के लिए, क्लाउड नेटिव एक उपयुक्त समाधान हो सकता है। हालांकि मोबाइल नेटवर्क में पारंपरिक वायरलेस उपकरण हमेशा से अत्यधिक बंद रहे हैं, और नेटवर्क कार्यों के लिए वास्तविक समय प्रदर्शन की अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं होती हैं, क्लाउड-नेटिव मोबाइल नेटवर्क से संबंधित अनुसंधान और अन्वेषण में प्रगति हो रही है। यह माना जाता है कि जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी और उद्योग परिपक्व होते रहेंगे, भविष्य में एक लचीली और प्रत्यास्थ नई नेटवर्क वास्तुकला के निर्माण के लिए इसके लाभों का पूरी तरह से उपयोग किया जाएगा।

3.3.4 सर्वव्यापी बुद्धिमत्ता

कृत्रिम बुद्धिमत्ता की निरंतर प्रगति प्रौद्योगिकी के हर क्षेत्र में क्रांतिकारी बदलाव ला रही है, और अगली पीढ़ी के मोबाइल नेटवर्क के साथ कृत्रिम बुद्धिमत्ता का संयोजन एक अटूट प्रवृत्ति बन गया है। वर्तमान में, संचार क्षेत्र में बुद्धिमत्ता को संयोजित करने के अधिकांश तरीके सिस्टम को तैनात करने के बाद व्यवसाय को अनुकूलित करने के लिए डेटा संग्रह और कृत्रिम बुद्धिमत्ता एल्गोरिदम का उपयोग करना है, लेकिन इसके अनुप्रयोग का दायरा और सीमा सीमित है। भविष्य में, नेटवर्क आर्किटेक्चर के निरंतर विकास और सर्वव्यापी कनेक्शनों के विकास के साथ, कृत्रिम बुद्धिमत्ता को नेटवर्क के हर पहलू के साथ अधिक निकटता से एकीकृत किया जा सकता है। इसे न केवल क्लाउड में तैनात किया जाएगा, बल्कि एज और टर्मिनल क्षेत्रों में भी इसका विस्तार होगा। इसका उपयोग न केवल विशिष्ट सेवाओं के बुद्धिमान अनुकूलन के लिए किया जाएगा, बल्कि नेटवर्क परिनियोजन, एल्गोरिदम डिजाइन और कंप्यूटिंग शक्ति आवंटन सहित सिस्टम डिजाइन के साथ भी इसका व्यापक एकीकरण होगा। बुद्धिमत्ता को नेटवर्क में व्यापक रूप से समाहित किया जाएगा ताकि वास्तविक बुद्धिमान सर्वव्यापकता प्राप्त की जा सके और भविष्य के मोबाइल नेटवर्क की क्षमताओं को व्यापक रूप से बढ़ाया जा सके।

3.3.5 अंतर्जात सुरक्षा

भविष्य के नए व्यावसायिक दृष्टिकोण और नेटवर्क आर्किटेक्चर, जिनमें इमर्सिव एक्सआर, होलोग्राफी, वायु-अंतरिक्ष-भूमि एकीकृत सर्वव्यापी कनेक्शन, एआई आदि शामिल हैं, सुरक्षा के लिए अधिक आक्रमण बिंदु और चुनौतियां पेश करेंगे। पारंपरिक सुरक्षा रक्षा मॉडल पैच प्रकार का है, यानी सिस्टम बनने के बाद, अलग-अलग सुरक्षा डिजाइन, स्टैकिंग और सुदृढ़ीकरण के माध्यम से, यह एक निष्क्रिय सुरक्षा मॉडल है, जो अक्षम और गैर-किफायती है। इसलिए, भविष्य के मोबाइल नेटवर्क को नए सुरक्षा मॉडल तलाशने होंगे। अंतर्जात सुरक्षा सामंजस्य, सहयोग और मूलता जैसे गुणों पर आधारित है, जो सुरक्षा को मूल निर्माण और सहजीवी विकास द्वारा चिह्नित करती है। नेटवर्क सुरक्षा को विभिन्न सुरक्षा प्रोटोकॉल और सुरक्षा तंत्रों के एकत्रीकरण के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है। साथ ही, सुरक्षा संरक्षण क्षमताओं में नेटवर्क परिवर्तनों के अनुकूल समकालिक या यहां तक ​​कि भविष्य में अनुकूलन करने के लिए स्वतंत्र प्रेरक शक्ति होती है, जिससे नेटवर्क की अंतर्निहित मजबूत सुरक्षा प्राप्त होती है। यह अब सुरक्षा खतरों के प्रति निष्क्रिय प्रतिक्रिया नहीं है और भविष्य के 6जी नेटवर्क में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।

04संक्षेप में प्रस्तुत करना

6G नेटवर्क 2030 और उसके बाद के समय के लिए तैयार किया गया नेटवर्क है। हालांकि यह अभी अनुसंधान के प्रारंभिक चरण में है, फिर भी व्यापार और प्रौद्योगिकी के विकास के रुझानों से इसकी झलक देखी जा सकती है। 6G नेटवर्क को उच्च बैंडविड्थ, बेहतर विश्वसनीयता, भविष्य की सेवाओं का व्यापक और गहरा कवरेज प्रदान करने के साथ-साथ स्मार्ट, सुरक्षित और अधिक लचीली नेटवर्क सेवाएं प्रदान करने की आवश्यकता है। यह लेख 6G के लिए अनुसंधान संस्थानों की प्रगति और संभावित तकनीकी दिशाओं का विश्लेषण करता है। हालांकि वर्तमान में 6G का मार्ग स्पष्ट नहीं है, और संभावित दिशाओं में सैद्धांतिक, भौतिक कार्यान्वयन और नेटवर्किंग संबंधी समस्याएं भी हैं। फिर भी, वैज्ञानिक अनुसंधान में निरंतर निवेश और उद्योग की निरंतर प्रगति के साथ, यह माना जाता है कि मोबाइल संचार प्रणालियों की अगली पीढ़ी निश्चित रूप से अधिक व्यापक परिवर्तन और व्यापक क्रांति लाएगी!

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