یہ پہلی بار ہے کہ کسی نے 5G کو اتنا آسان اور واضح بنایا ہے۔

1

ایک سادہ اور جادوئی فارمولا

آج کی کہانی ایک فارمولے سے شروع ہوتی ہے۔

یہ ایک ایسا فارمولا ہے جو سادہ بھی ہے اور جادوئی بھی۔ یہ آسان ہے کیونکہ اس میں کل صرف 3 حروف ہیں۔ اسے جادوئی کہا جاتا ہے کیونکہ اس فارمولے میں کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کے گہرے راز موجود ہیں اور اس کرہ ارض پر لاتعداد لوگ اس کے جنون میں مبتلا ہیں۔

یہ فارمولا ہے——

مجھے یقین ہے کہ بہت سے طلباء اس فارمولے کو تسلیم کرتے ہیں۔ اگر نہیں، اور آپ سائنس کے طالب علم ہیں، تو براہ کرم یاد رکھیں کہ جب آپ کے پاس وقت ہو تو اپنے مڈل اسکول کے فزکس ٹیچر کو کال کریں!

براہ کرم وضاحت فرمائیں، اوپر والا فارمولا فزکس کا بنیادی فارمولا ہے۔روشنی کی رفتار = طول موج اور اوقات؛ تعدد

اس فارمولے کے لیے ہم کہہ سکتے ہیں:چاہے یہ 1G، 2G، 3G، یا 4G یا 5G ہو، سب کچھ ایک جیسا رہتا ہے۔ وہ سب اس کے بارے میں ہنگامہ کرتے ہیں اور اس کے "فائیو فنگر ماؤنٹین" سے کودتے نہیں ہیں۔

آہستگی سے بتاتا ہوں۔

2

وائرڈ وائرلیس

کمیونیکیشن ٹیکنالوجی، چاہے وہ بلیک ٹیکنالوجی ہو یا سفید ٹیکنالوجی، حتمی تجزیے میں اسے دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔وائرڈ مواصلات اور وائرلیس مواصلات۔

جب میں آپ سے فون پر بات کرتا ہوں تو معلومات اور ڈیٹا یا تو ہوا میں منتقل ہوتے ہیں (غیر مرئی اور غیر محسوس) یا جسمانی اشیاء (مرئی اور ٹھوس) میں۔

اگر یہ جسمانی مواد پر منتقل ہوتا ہے، تو یہ وائرڈ کمیونیکیشن ہے، جو بنیادی طور پر تانبے کی تاروں اور آپٹیکل فائبر کیبلز کا استعمال کرتی ہے، جسے اجتماعی طور پر وائرڈ میڈیا کہا جاتا ہے۔

جب ڈیٹا کو وائرڈ میڈیا پر منتقل کیا جاتا ہے، تو شرح بہت زیادہ اقدار تک پہنچ سکتی ہے۔

لیبارٹری میں آپٹیکل فائبر کو مثال کے طور پر لینا،ایک آپٹیکل فائبر کی زیادہ سے زیادہ رفتار 26Tbps تک پہنچ گئی ہے۔ . . یہ روایتی نیٹ ورک کیبلز سے 26,000 گنا زیادہ ہے۔ . .

آپٹیکل فائبر

ہوائی پھیلاؤ کا حصہ موبائل مواصلات کی رکاوٹ ہے۔

موجودہ مرکزی دھارے کے موبائل مواصلات کا معیار 4G LTE ہے، جس کی نظریاتی شرح صرف 150Mbps ہے (کیرئیر کی جمع کو چھوڑ کر)۔ یہ وائرڈ سے مکمل طور پر لاجواب ہے۔

لہذا، اگر 5G اعلی آخر سے آخر تک رفتار حاصل کرنا چاہتا ہے، تو توجہ وائرلیس حصے کی رکاوٹ کو توڑنا ہے۔

3

کتنی جادوئی لہر ہے۔

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، وائرلیس کمیونیکیشن بات چیت کے لیے برقی مقناطیسی لہروں کا استعمال کرتی ہے۔ ریڈیو لہریں اور روشنی کی لہریں دونوں برقی مقناطیسی لہریں ہیں۔

برقی مقناطیسی لہروں کی فعال خصوصیات ان کی فریکوئنسی سے متعین ہوتی ہیں۔مختلف تعدد کی برقی مقناطیسی لہریں مختلف خصوصیات اور خصوصیات رکھتی ہیں، اور اس طرح ان کے مختلف استعمال ہوتے ہیں۔

مثال کے طور پر، اعلی تعدد والی گاما شعاعیں بہت مہلک ہیں اور ان کا استعمال ٹیومر کے علاج کے لیے کیا جا سکتا ہے۔

برقی مقناطیسی لہروں کی مستقل تعدد

ہم فی الحال بنیادی طور پر ہوا کی لہروں کا استعمال کرتے ہوئے بات چیت کرتے ہیں۔ بلاشبہ، لائٹ ویو کمیونیکیشنز بھی عروج پر ہیں، جیسے LiFi۔

لائ فائی (لائٹ فیڈیلیٹی)، 可见光通信

پیچھے ہٹے بغیر، آئیے پہلے ریڈیو لہر پر واپس جائیں۔

ریڈیو لہریں برقی مقناطیسی لہروں کی ایک قسم ہیں، اور ان کے تعدد کے وسائل محدود ہیں۔

مداخلت اور تنازعات سے بچنے کے لیے، ہم ریڈیو ویو ہائی وے پر لین کو مزید تقسیم کرتے ہیں اور انہیں مختلف اشیاء اور استعمال کے لیے تفویض کرتے ہیں۔

مختلف تعدد پر ریڈیو لہروں کا استعمال

براہ کرم اوپر کی تصویر میں سرخ فونٹ پر توجہ دیں۔ اب تک، ہم نے بنیادی طور پر استعمال کیا ہےموبائل فون کمیونیکیشن کے لیے میڈیم فریکوئنسی سے لے کر انتہائی ہائی فریکوئنسی کا استعمال کیا جاتا ہے۔

مثال کے طور پر، اکثر ذکر کردہ "GSM900" اور "CDMA800" دراصل 900MHz فریکوئنسی بینڈ میں کام کرنے والے GSM اور 800MHz فریکوئنسی بینڈ میں کام کرنے والے CDMA کا حوالہ دیتے ہیں۔

موجودہ عالمی مین اسٹریم 4G LTE تکنیکی معیار سے تعلق رکھتا ہے۔UHF اور UHF۔

ہمارا ملک بنیادی طور پر UHF استعمال کرتا ہے:

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، 1G، 2G، 3G، اور 4G کی ترقی کے ساتھ، استعمال ہونے والی ریڈیو لہروں کی فریکوئنسی زیادہ سے زیادہ ہوتی جا رہی ہے۔

یہ کیوں ہے؟

یہ بنیادی طور پر ہے کیونکہ،فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، فریکوئنسی کے وسائل اتنے ہی زیادہ استعمال کیے جاسکتے ہیں۔فریکوئنسی کے وسائل جتنے زیادہ ہوں گے، ترسیل کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوگی جو حاصل کی جاسکتی ہے۔

اعلی تعدد → مزید وسائل → تیز رفتار

اسے سمجھنا مشکل نہیں ہونا چاہیے، ٹھیک ہے؟ تعدد کے وسائل گاڑیوں کی طرح ہیں۔ فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، اتنی ہی زیادہ گاڑیاں ہوں گی اور اتنی ہی زیادہ معلومات ایک ہی وقت میں لوڈ کی جا سکتی ہیں۔

تو، 5G کی طرف سے استعمال ہونے والی مخصوص تعدد کیا ہے؟

جیسا کہ نیچے دکھایا گیا ہے:

5G کی فریکوئنسی رینج کو دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: ایک 6GHz سے کم ہے، جو ہمارے موجودہ 2/3/4G سے زیادہ مختلف نہیں ہے۔ ایک اور قسم ہے، جو بہت زیادہ ہے۔24GHz سے اوپر۔

فی الحال، بین الاقوامی طور پر، یہ بنیادی طور پر استعمال کیا جاتا ہے 28GHz تجربات کریں (یہ فریکوئنسی بینڈ 5G کے لیے پہلا تجارتی فریکوئنسی بینڈ بھی بن سکتا ہے)۔

اگر 28GHz کی بنیاد پر حساب لگایا جائے تو اس فارمولے کے مطابق جس کا ہم نے اوپر ذکر کیا ہے:

ٹھیک ہے، یہ 5G کی پہلی تکنیکی خصوصیت ہے——

4

ملی میٹر لہر

براہ کرم مجھے ابھی فریکوئنسی موازنہ ٹیبل دوبارہ پوسٹ کرنے کی اجازت دیں:

براہ کرم نیچے کی لائن پر توجہ دیں۔ کیا یہ "ملی میٹر لہر" ہے؟

جاؤ، جاؤ!

ٹھیک ہے، چونکہ ہائی فریکوئنسی بہت اچھی ہے، آپ ضرور پوچھیں گے:"ہم نے پہلے اعلی تعدد کیوں نہیں استعمال کیا؟"

وجہ سادہ ہے - ایسا نہیں ہے کہ میں اسے استعمال نہیں کرنا چاہتا، یہ ہے کہ میں اسے برداشت نہیں کر سکتا۔

برقی مقناطیسی لہروں کی نمایاں خصوصیات: فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، طول موج اتنی ہی کم ہوگی، اور یہ لکیری پھیلاؤ کے قریب ہے (تخریب کی صلاحیت اتنی ہی خراب)۔فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، پروپیگیشن میڈیم میں کشندگی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

لیزر پوائنٹر کو دیکھیں (طول موج تقریباً 635nm ہے)۔ خارج ہونے والی روشنی سیدھی ہے۔ اگر اسے بلاک کر دیا جائے تو یہ وہاں سے نہیں گزر سکے گا۔

سیٹلائٹ کمیونیکیشنز اور GPS نیویگیشن کو دیکھتے ہوئے (طول موج تقریباً 1cm ہے)، اگر رکاوٹیں ہوں تو کوئی سگنل نہیں ہوگا۔

سیٹلائٹ کے بڑے برتن کو سیٹلائٹ کی سمت کو نشانہ بنانے کے لیے کیلیبریٹ کیا جانا چاہیے، ورنہ تھوڑا سا انحراف بھی سگنل کے معیار کو متاثر کرے گا۔

اگر موبائل کمیونیکیشن ہائی فریکوئنسی بینڈ استعمال کرتی ہے تو اس کا سب سے بڑا مسئلہ ہے۔ٹرانسمیشن کا فاصلہ بہت کم ہو گیا ہے اور کوریج کی صلاحیت بہت کمزور ہو گئی ہے۔

اسی علاقے کا احاطہ کرتا ہے،مطلوبہ 5G بیس سٹیشنوں کی تعداد 4G سے بہت زیادہ ہو جائے گی۔

بیس اسٹیشنوں کی تعداد کا کیا مطلب ہے؟ پیسہ! سرمایہ کاری کریں! لاگت!

فریکوئنسی جتنی کم ہوگی، نیٹ ورک کی تعمیر اتنی ہی سستی ہوگی اور مقابلہ اتنا ہی سازگار ہوگا۔ یہی وجہ ہے کہ حالیہ برسوں میں چائنا ٹیلی کام، چائنا موبائل، اور چائنا یونی کام کم فریکوئنسی والے بینڈز کے لیے سخت جدوجہد کر رہے ہیں۔

کچھ فریکوئنسی بینڈ کو بھی کہا جاتا ہے——گولڈن بینڈ۔

یہی وجہ ہے کہ 5G دور میں، آپریٹرز بیس اسٹیشنوں کی قیمت کم کرنے کی امید میں، سازوسامان کے مینوفیکچررز کے خلاف شدت سے لڑ رہے ہیں۔

لہذا، مندرجہ بالا وجوہات کی بنیاد پر، اعلی تعدد کی بنیاد پر نیٹ ورک کی تعمیر پر لاگت کے دباؤ کو کم کرنے کے لیے،5G کو ایک نیا راستہ تلاش کرنا ہوگا۔

باہر کے راستے کیا ہیں؟

سب سے پہلے، مائکرو بیس اسٹیشن ہے.

5

مائیکرو بیس اسٹیشن

بیس اسٹیشنوں کی دو قسمیں ہیں، مائیکرو بیس اسٹیشن اور میکرو بیس اسٹیشن۔ صرف ناموں کو دیکھ کر، آپ بتا سکتے ہیں کہ مائکرو بیس اسٹیشن بہت چھوٹا ہے اور میکرو بیس اسٹیشن بہت بڑا ہے!

میکرو بیس اسٹیشن:

عام باہر، ایک بڑے علاقے کا احاطہ کرنے کے لیے ایک بنائیں

مائیکرو بیس اسٹیشن:

کیا یہ ٹھنڈا نہیں لگتا؟

اس سے بھی چھوٹے ہیں، جتنے بڑے کھجور کے

درحقیقت، اب بہت سے مائیکرو بیس اسٹیشن ہیں، خاص طور پر شہری علاقوں اور گھر کے اندر، جہاں وہ اکثر نظر آتے ہیں۔

5G دور میں مزید مائیکرو بیس اسٹیشنز ہوں گے، جو ہر جگہ نصب ہوں گے اور تقریباً ہر جگہ دیکھے جاسکیں گے۔

آپ ضرور پوچھیں گے کہ اگر ہمارے اردگرد اتنے بیس اسٹیشن ہوں گے تو کیا انسانی جسم پر کوئی اثر پڑے گا؟

میرا جواب ہے - نہیں۔

درحقیقت، روایتی سمجھ کے برعکس،بیس اسٹیشنوں کی تعداد جتنی زیادہ ہوگی، تابکاری اتنی ہی کم ہوگی!

اس کے بارے میں سوچیں، سردیوں میں، لوگوں کے ایک گروپ والے گھر میں، کیا یہ بہتر ہے کہ ایک ہائی پاور ہیٹر ہو یا کئی کم پاور والے ہیٹر؟

ہائی پاور حل▼

کم طاقت کا حل▼

اوپر دی گئی تصویر ایک نظر میں واضح ہے۔بیس اسٹیشن چھوٹا اور کم طاقت والا ہے، جو سب کے لیے اچھا ہے۔اگر آپ صرف ایک بڑا بیس اسٹیشن استعمال کرتے ہیں، اگر یہ قریب ہے تو تابکاری بڑی ہوگی، لیکن اگر یہ دور ہے تو کوئی سگنل نہیں ہوگا، جو اچھا نہیں ہے۔

6

انٹینا کہاں گیا؟

کیا آپ نے دیکھا ہے کہ موبائل فونز میں بہت لمبے انٹینا ہوتے تھے اور ابتدائی موبائل فونز میں چھوٹے چھوٹے انٹینا بھی ہوتے تھے۔ ہمارے موبائل فونز میں اب انٹینا کیوں نہیں ہیں؟

درحقیقت، ایسا نہیں ہے کہ ہمیں اینٹینا کی ضرورت نہیں ہے۔اینٹینا چھوٹا ہوگیا۔

اینٹینا کی خصوصیات کے مطابق، اینٹینا کی لمبائی طول موج کے متناسب ہونی چاہیے، تقریباً 1/10 ~ 1/4 کے درمیان۔

جیسے جیسے وقت بدل رہا ہے، ہمارے موبائل فون کی کمیونیکیشن فریکوئنسی بڑھتی جا رہی ہے، طول موج کم سے کم ہوتی جا رہی ہے، اور انٹینا بھی کم ہوتے جا رہے ہیں!

ملی میٹر لہر مواصلات کے لئے، اینٹینا بھی ملی میٹر سطح بن گیا ہے. . .

اس کا مطلب یہ ہے کہ موبائل فون میں اینٹینا ڈالا جا سکتا ہے، یا بہت سے اینٹینا بھی ڈالے جا سکتے ہیں۔ . .

یہ 5G کی تیسری سب سے بڑی قاتل خصوصیت ہے۔

7

بہت اچھا MIMO

(ملٹی اینٹینا ٹیکنالوجی)

MIMO "Multiple-Input Multiple-Output" (Multiple-Input Multiple-Output) ہے، ایک سے زیادہ اینٹینا ٹرانسمٹ اور ایک سے زیادہ اینٹینا وصول کرتے ہیں۔

LTE دور میں، ہمارے پاس پہلے سے ہی MIMO موجود تھا، لیکن انٹینا کی تعداد زیادہ نہیں تھی۔ اسے صرف MIMO کا جونیئر ورژن کہا جا سکتا ہے۔

5G دور میں، MIMO ٹیکنالوجی کی ترقی جاری ہے، اور اب یہ Massive MIMO (بڑے پیمانے پر: بڑے پیمانے پر، بڑے پیمانے پر) کا ایک بہتر ورژن بن گیا ہے۔

ایک موبائل فون میں ایک سے زیادہ اینٹینا لگے ہوئے ہیں، بیس اسٹیشن کا ذکر نہیں کرنا۔

ماضی میں، بیس اسٹیشنوں میں صرف چند اینٹینا ہوتے تھے:

5G دور میں، اینٹینا کی تعداد کا حساب روٹ سے نہیں بلکہ "سرنی" سے کیا جاتا ہے۔ . . "اینٹینا صف"۔ . . پہلی نظر میں، اس میں ٹرپوفوبیا کی تال ہے۔ . .

تاہم، انٹینا کے درمیان فاصلہ زیادہ قریب نہیں ہو سکتا۔

اینٹینا کی خصوصیات کی وجہ سے، ایک ملٹی اینٹینا سرنی کا تقاضا ہے کہ اینٹینا کے درمیان فاصلہ نصف طول موج سے زیادہ پر برقرار رکھا جائے۔ اگر فاصلہ قریب ہے، تو وہ ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کریں گے اور سگنل بھیجنے اور وصول کرنے پر اثر انداز ہوں گے۔

8

بیمار کرنا

سب نے روشنی کے بلب کی چمک دیکھی ہے، ٹھیک ہے؟

درحقیقت، جب بیس سٹیشن سگنل منتقل کرتا ہے، تو یہ تھوڑا سا روشنی کے بلب کی طرح چمکتا ہے۔

سگنل اردگرد کی طرف خارج ہوتا ہے۔ روشنی کے لیے، یقیناً یہ پورے کمرے کو روشن کرتا ہے۔ اگر آپ صرف ایک مخصوص علاقے یا چیز کو روشن کرنا چاہتے ہیں، تو زیادہ تر روشنی ضائع ہو جاتی ہے۔ . .

بیس اسٹیشنوں کا بھی یہی حال ہے، جہاں بہت ساری توانائی اور وسائل ضائع ہوتے ہیں۔

کیا ہم بکھری ہوئی روشنی کو باندھنے کے لیے کوئی غیر مرئی ہاتھ ڈھونڈ سکتے ہیں؟

یہ نہ صرف توانائی کی بچت کرتا ہے بلکہ اس بات کو بھی یقینی بناتا ہے کہ جس علاقے کو روشن کیا جائے اس میں کافی روشنی ہے۔

جواب ہے: ہاں۔

یہ ہے - beamforming

بیس سٹیشن پر ایک اینٹینا اری ترتیب دی گئی ہے، اور ریڈیو فریکوئنسی سگنل کے مرحلے کو کنٹرول کرنے سے، تعامل کے بعد برقی مقناطیسی لہر کا لاب بہت تنگ ہو جاتا ہے اور موبائل فون کی طرف اشارہ کرتا ہے جسے یہ خدمات فراہم کرتا ہے، اور موبائل فون کی حرکت کے مطابق سمت تبدیل کر سکتا ہے۔

یہ مقامی ملٹی پلیکسنگ ٹکنالوجی بیم کے درمیان مداخلت کے بغیر ہمہ جہتی سگنل کوریج سے عین دشاتمک سروس میں بدل جاتی ہے۔اسی جگہ میں مزید مواصلاتی روابط فراہم کریں، جس سے بیس اسٹیشن کی خدمت کی صلاحیت میں بہت بہتری آئے گی۔

سیدھے کو مڑے ہوئے حصوں میں توڑا جا سکتا ہے۔ . . کیا کوئی اور چیز ہے جو مواصلات کے ماہرین نہیں کر سکتے؟

9

مجھ سے کوئی پیسے مت لیں، ٹھیک ہے؟

موجودہ موبائل کمیونیکیشن نیٹ ورک میں، یہاں تک کہ اگر دو افراد ایک دوسرے کے موبائل فون پر آمنے سامنے کال کرتے ہیں (یا موبائل فون کے ذریعے ایک دوسرے کو تصاویر بھیجتے ہیں)، سگنل بیس اسٹیشن کے ذریعے بھیجے جاتے ہیں، بشمول کنٹرول سگنلنگ اور ڈیٹا پیکٹ۔ . .

5G دور میں، ضروری نہیں کہ ایسا ہو۔

5G کی پانچویں بڑی خصوصیت D2D ہے جو کہ ڈیوائس ٹو ڈیوائس ہے۔

10

ڈی 2 ڈی

5G دور میں، اگر ایک ہی بیس اسٹیشن کے تحت دو صارفین آپس میں بات چیت کرتے ہیں، تو ان کا ڈیٹا بیس اسٹیشن کے ذریعے نہیں بلکہ براہ راست موبائل فون سے موبائل فون پر بھیجا جائے گا۔ . .

اس طرح، فضائی وسائل کی ایک بڑی مقدار بچ جاتی ہے اور بیس اسٹیشن پر دباؤ کم ہوتا ہے۔

تاہم، اگر آپ کو لگتا ہے کہ آپ کو ادائیگی کرنے کی ضرورت نہیں ہے، تو آپ Tucson کو نقصان پہنچا رہے ہیں۔

کنٹرول پیغامات کو ابھی بھی بیس اسٹیشن سے جانا ہے۔ آپ سپیکٹرم وسائل استعمال کر رہے ہیں۔ آپریٹر آپ کو کیسے جانے دے سکتا ہے؟ . .

پوسٹ اسکرپٹ

مجھے یقین ہے کہ اس مضمون کے ذریعے، ہر کسی کو 5G کی گہری سمجھ اور اس کے پیچھے موجود مواصلاتی علم ہے۔ اور یہ سب صرف ریاضی کے فارمولوں پر مبنی ہے جسے ایک پرائمری اسکول کا طالب علم سمجھ سکتا ہے۔ ہے نا؟

مواصلاتی ٹیکنالوجی پراسرار نہیں ہے۔ کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کے تاج میں سب سے زیادہ شاندار جوہر کے طور پر، 5G کوئی جدید انقلابی ٹیکنالوجی نہیں ہے۔ یہ موجودہ مواصلاتی ٹکنالوجی کا ایک ارتقاء ہے۔

جیسا کہ ایک ماہر نے کہا -

مواصلاتی ٹکنالوجی کی حدود تکنیکی ٹکنالوجی میں حدود نہیں ہیں ، بلکہ سخت ریاضی پر مبنی نتائج ہیں۔ مستقبل قریب میں اس کو توڑنا بنیادی طور پر ناممکن ہے۔

سائنسی اصولوں کے دائرہ کار میں مواصلات کی صلاحیت کو مزید دریافت کرنے کا طریقہ مواصلات کی صنعت میں بہت سے کوشش کرنے والوں کی انتھک کوشش ہے۔

ٹھیک ہے، آج کے لیے یہی ہے۔

یہ مضمون " سے دوبارہ پیش کیا گیا ہےIoT IQ"، دانشورانہ املاک کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کرتا ہے، براہ کرم دوبارہ پرنٹ کرتے وقت اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہو تو اسے حذف کرنے کے لیے براہ کرم ہم سے رابطہ کریں۔