5G اور 4G میں کیا فرق ہے؟

5G اور 4G میں کیا فرق ہے؟

آج کی کہانی ایک فارمولے سے شروع ہوتی ہے۔

یہ ایک سادہ مگر جادوئی فارمولا ہے۔یہ آسان ہے کیونکہ اس میں صرف تین حروف ہیں۔اور یہ حیرت انگیز ہے کیونکہ یہ ایک ایسا فارمولہ ہے جس میں کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کا راز ہے۔

فارمولا ہے:

مجھے فارمولے کی وضاحت کرنے کی اجازت دیں، جو کہ فزکس کا بنیادی فارمولا ہے، روشنی کی رفتار = طول موج * تعدد۔

فارمولے کے بارے میں، آپ کہہ سکتے ہیں: چاہے یہ 1G، 2G، 3G، یا 4G، 5G، سب کچھ اپنے طور پر۔

وائرڈ؟وائرلیس؟

مواصلاتی ٹیکنالوجی کی صرف دو قسمیں ہیں - وائر کمیونیکیشن اور وائرلیس کمیونیکیشن۔

اگر میں آپ کو کال کرتا ہوں تو معلوماتی ڈیٹا یا تو ہوا میں ہوتا ہے (غیر مرئی اور غیر محسوس) یا جسمانی مواد (مرئی اور ٹھوس)۔

اگر یہ جسمانی مواد پر منتقل ہوتا ہے، تو یہ وائرڈ کمیونیکیشن ہے۔اس میں تانبے کے تار، آپٹیکل فائبر وغیرہ کا استعمال کیا جاتا ہے، سبھی کو وائرڈ میڈیا کہا جاتا ہے۔

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

مثال کے طور پر، لیبارٹری میں، ایک فائبر کی زیادہ سے زیادہ رفتار 26Tbps تک پہنچ گئی ہے۔یہ روایتی کیبل کا چھبیس ہزار گنا ہے۔

آپٹیکل فائبر

ہوائی مواصلات موبائل مواصلات کی رکاوٹ ہے۔

موجودہ مرکزی دھارے کا موبائل معیار 4G LTE ہے، صرف 150Mbps کی نظریاتی رفتار (کیرئیر کی جمع کو چھوڑ کر)۔یہ کیبل کے مقابلے میں مکمل طور پر کچھ بھی نہیں ہے۔

لہذا،اگر 5G کو تیز رفتار اینڈ ٹو اینڈ تک حاصل کرنا ہے، تو اہم نقطہ وائرلیس رکاوٹ کو توڑنا ہے۔

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، وائرلیس مواصلات مواصلات کے لئے برقی مقناطیسی لہروں کا استعمال ہے۔الیکٹرانک لہریں اور روشنی کی لہریں دونوں برقی مقناطیسی لہریں ہیں۔

اس کی فریکوئنسی برقی مقناطیسی لہر کے کام کا تعین کرتی ہے۔مختلف تعدد کی برقی مقناطیسی لہریں مختلف خصوصیات رکھتی ہیں اور اس طرح ان کے دوسرے استعمال ہوتے ہیں۔

مثال کے طور پر، اعلی تعدد گاما شعاعوں میں اہم مہلک ہے اور اسے ٹیومر کے علاج کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ہم فی الحال مواصلات کے لیے برقی لہروں کا استعمال کرتے ہیں۔یقیناً، آپٹیکل کمیونیکیشنز کا عروج ہے، جیسے LIFI۔

LiFi (روشنی مخلص)، مرئی روشنی مواصلات.

آئیے پہلے ریڈیو لہروں کی طرف آتے ہیں۔

الیکٹرانکس کا تعلق برقی مقناطیسی لہر کی ایک قسم سے ہے۔اس کے تعدد کے وسائل محدود ہیں۔

ہم نے تعدد کو مختلف حصوں میں تقسیم کیا اور مداخلت اور تنازعہ سے بچنے کے لیے انہیں مختلف اشیاء اور استعمال کے لیے تفویض کیا۔

مختلف تعدد کی ریڈیو لہروں کا استعمال

ہم بنیادی طور پر استعمال کرتے ہیں۔MF-SHFموبائل فون مواصلات کے لئے.

مثال کے طور پر، "GSM900" اور "CDMA800" اکثر 900MHz پر چلنے والے GSM اور 800MHz پر چلنے والے CDMA کا حوالہ دیتے ہیں۔

اس وقت دنیا کا مین اسٹریم 4G LTE ٹیکنالوجی کا معیار UHF اور SHF سے تعلق رکھتا ہے۔

چین بنیادی طور پر SHF استعمال کرتا ہے۔

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

کیوں؟

اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، اتنے ہی زیادہ فریکوئنسی وسائل دستیاب ہیں۔جتنے زیادہ فریکوئنسی وسائل دستیاب ہوں گے، ٹرانسمیشن کی شرح اتنی ہی زیادہ حاصل کی جا سکتی ہے۔

اعلی تعدد کا مطلب ہے زیادہ وسائل، جس کا مطلب ہے تیز رفتار۔

تو، 5 جی مخصوص تعدد کو کیا استعمال کرتا ہے؟

جیسا کہ نیچے دکھایا گیا ہے:

5G کی فریکوئنسی رینج کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: ایک 6GHz سے نیچے ہے، جو ہمارے موجودہ 2G، 3G، 4G سے زیادہ مختلف نہیں ہے، اور دوسری، جو زیادہ ہے، 24GHz سے اوپر ہے۔

فی الحال، 28GHz معروف بین الاقوامی ٹیسٹ بینڈ ہے (فریکوئنسی بینڈ 5G کے لیے پہلا تجارتی فریکوئنسی بینڈ بھی بن سکتا ہے)

اگر 28GHz کے حساب سے حساب کیا جائے تو اس فارمولے کے مطابق جس کا ہم نے اوپر ذکر کیا ہے:

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

ملی میٹر لہر

مجھے فریکوئنسی ٹیبل دوبارہ دکھانے کی اجازت دیں:

براہ کرم نیچے کی لائن پر توجہ دیں۔کیا وہ اےملی میٹر لہر!

ٹھیک ہے، چونکہ اعلی تعدد بہت اچھی ہے، ہم نے پہلے ہائی فریکوئنسی کیوں نہیں استعمال کی؟

وجہ سادہ ہے:

ایسا نہیں ہے کہ آپ اسے استعمال نہیں کرنا چاہتے۔یہ ہے کہ آپ اسے برداشت نہیں کر سکتے ہیں.

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

اپنے لیزر قلم کو دیکھیں (طول موج تقریباً 635nm ہے)۔خارج ہونے والی روشنی سیدھی ہے۔اگر آپ اسے مسدود کرتے ہیں تو آپ اسے نہیں کر سکتے۔

پھر سیٹلائٹ مواصلات اور GPS نیویگیشن کو دیکھیں (طول موج تقریباً 1 سینٹی میٹر ہے)۔اگر کوئی رکاوٹ ہے تو کوئی سگنل نہیں ہوگا۔

سیٹلائٹ کے بڑے برتن کو درست سمت کی طرف اشارہ کرنے کے لیے کیلیبریٹ کیا جانا چاہیے، ورنہ تھوڑی سی غلط ترتیب بھی سگنل کے معیار کو متاثر کرے گی۔

اگر موبائل کمیونیکیشن ہائی فریکوئنسی بینڈ کا استعمال کرتی ہے، تو اس کا سب سے اہم مسئلہ ٹرانسمیشن کی دوری میں نمایاں طور پر مختصر ہونا ہے، اور کوریج کی صلاحیت بہت کم ہو جاتی ہے۔

اسی علاقے کا احاطہ کرنے کے لیے، مطلوبہ 5G بیس اسٹیشنوں کی تعداد نمایاں طور پر 4G سے تجاوز کر جائے گی۔

بیس اسٹیشنوں کی تعداد کا کیا مطلب ہے؟پیسہ، سرمایہ کاری اور لاگت۔

فریکوئنسی جتنی کم ہوگی، نیٹ ورک اتنا ہی سستا ہوگا، اور اتنا ہی زیادہ مسابقتی ہوگا۔اسی لیے تمام کیریئرز نے کم تعدد والے بینڈز کے لیے جدوجہد کی ہے۔

کچھ بینڈز کو گولڈ فریکوئنسی بینڈ بھی کہا جاتا ہے۔

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

اور نکلنے کے راستے کیا ہیں؟

سب سے پہلے، مائیکرو بیس اسٹیشن ہے۔

مائیکرو بیس اسٹیشن

بیس اسٹیشنوں کی دو قسمیں ہیں، مائیکرو بیس اسٹیشن اور میکرو بیس اسٹیشن۔نام کو دیکھو، اور مائیکرو بیس اسٹیشن چھوٹا ہے؛میکرو بیس اسٹیشن بہت بڑا ہے۔

میکرو بیس اسٹیشن:

ایک بڑے علاقے کا احاطہ کرنے کے لیے۔

مائیکرو بیس اسٹیشن:

بہت چھوٹا.

اب بہت سے مائیکرو بیس اسٹیشن، خاص طور پر شہری علاقوں اور انڈور میں، اکثر دیکھے جا سکتے ہیں۔

مستقبل میں، جب 5G کی بات آتی ہے، تو اور بھی بہت سارے ہوں گے، اور وہ ہر جگہ، تقریباً ہر جگہ انسٹال ہوں گے۔

آپ پوچھ سکتے ہیں کہ اگر اتنے بیس اسٹیشن آس پاس ہوں تو کیا انسانی جسم پر کوئی اثر پڑے گا؟

میرا جواب ہے - نہیں۔

جتنے زیادہ بیس اسٹیشن ہوں گے، اتنی ہی کم تابکاری 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؟

چھوٹا بیس اسٹیشن، کم پاور اور سب کے لیے موزوں ہے۔

اگر صرف ایک بڑا بیس اسٹیشن، تابکاری اہم اور بہت دور ہے، کوئی سگنل نہیں ہے۔

اینٹینا کہاں ہے؟

کیا آپ نے دیکھا ہے کہ ماضی میں سیل فونز میں لمبا اینٹینا ہوتا تھا اور ابتدائی موبائل فونز میں چھوٹے اینٹینا ہوتے تھے؟اب ہمارے پاس انٹینا کیوں نہیں ہیں؟

ٹھیک ہے، ایسا نہیں ہے کہ ہمیں انٹینا کی ضرورت نہیں ہے۔یہ ہے کہ ہمارے اینٹینا چھوٹے ہو رہے ہیں۔

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، اور طول موج کم سے کم ہوتی جا رہی ہے، اور اینٹینا بھی تیز تر ہوتا جائے گا۔

ملی میٹر لہر مواصلات، اینٹینا بھی ملی میٹر سطح بن جاتے ہیں

اس کا مطلب یہ ہے کہ اینٹینا مکمل طور پر موبائل فون اور یہاں تک کہ کئی اینٹینا میں بھی ڈالا جا سکتا ہے۔

یہ 5G کی تیسری کلید ہے۔

بڑے پیمانے پر MIMO (ملٹی اینٹینا ٹیکنالوجی)

MIMO، جس کا مطلب ہے ایک سے زیادہ ان پٹ، ایک سے زیادہ آؤٹ پٹ۔

LTE دور میں، ہمارے پاس پہلے سے ہی MIMO موجود ہے، لیکن انٹینا کی تعداد بہت زیادہ نہیں ہے، اور یہ صرف اتنا کہا جا سکتا ہے کہ یہ MIMO کا پرانا ورژن ہے۔

5G دور میں، MIMO ٹیکنالوجی Massive MIMO کا ایک بہتر ورژن بن جاتی ہے۔

سیل فون کو متعدد اینٹینا سے بھرا جا سکتا ہے، سیل ٹاورز کا ذکر نہ کرنا۔

پچھلے بیس اسٹیشن میں، صرف چند اینٹینا تھے۔

5G دور میں، اینٹینا کی تعداد کو ٹکڑوں سے نہیں بلکہ "Array" اینٹینا ارے سے ماپا جاتا ہے۔

تاہم، اینٹینا ایک دوسرے کے قریب نہیں ہونا چاہئے.

اینٹینا کی خصوصیات کی وجہ سے، ایک ملٹی اینٹینا سرنی کا تقاضا ہے کہ انٹینا کے درمیان فاصلہ نصف طول موج سے اوپر رکھا جائے۔اگر وہ بہت قریب آجاتے ہیں، تو وہ ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کریں گے اور سگنلز کی ترسیل اور استقبال کو متاثر کریں گے۔

جب بیس اسٹیشن سگنل منتقل کرتا ہے، تو یہ روشنی کے بلب کی طرح ہوتا ہے۔

سگنل اردگرد کی طرف خارج ہوتا ہے۔روشنی کے لئے، کورس کے، پورے کمرے کو روشن کرنے کے لئے ہے.اگر صرف کسی خاص علاقے یا شے کو واضح کرنا ہو تو زیادہ تر روشنی ضائع ہو جاتی ہے۔

بیس اسٹیشن ایک ہی ہے؛بہت ساری توانائی اور وسائل ضائع ہوتے ہیں۔

تو، کیا ہم بکھری ہوئی روشنی کو باندھنے کے لیے کوئی پوشیدہ 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 ہاں میں ہے۔

یہ وہ جگہ ہےبیمفارمنگ

بیمفارمنگ یا مقامی فلٹرنگ ایک سگنل پروسیسنگ تکنیک ہے جو دشاتمک سگنل کی ترسیل یا استقبال کے لیے سینسر صفوں میں استعمال ہوتی ہے۔یہ ایک اینٹینا صف میں عناصر کو ملا کر حاصل کیا جاتا ہے تاکہ مخصوص زاویوں پر سگنلز تعمیری مداخلت کا تجربہ کریں جبکہ دیگر تباہ کن مداخلت کا تجربہ کریں۔مقامی انتخاب کو حاصل کرنے کے لیے بیمفارمنگ کو ترسیل اور وصول کرنے والے دونوں سروں پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

یہ مقامی ملٹی پلیکسنگ ٹیکنالوجی ہمہ جہتی سگنل کوریج سے درست سمتی خدمات میں تبدیل ہو گئی ہے، مزید مواصلاتی روابط فراہم کرنے کے لیے ایک ہی جگہ میں بیم کے درمیان مداخلت نہیں کرے گی، بیس اسٹیشن کی خدمت کی صلاحیت کو نمایاں طور پر بہتر کرے گی۔

موجودہ موبائل نیٹ ورک میں، یہاں تک کہ اگر دو افراد ایک دوسرے کو آمنے سامنے کال کرتے ہیں، سگنل بیس اسٹیشنوں کے ذریعے بھیجے جاتے ہیں، بشمول کنٹرول سگنل اور ڈیٹا پیکٹ۔

لیکن 5G کے دور میں ضروری نہیں کہ یہ صورتحال ہو۔

5G کی پانچویں اہم خصوصیت -D2Dڈیوائس ٹو ڈیوائس ہے۔

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

اس طرح، یہ بہت سے فضائی وسائل کو بچاتا ہے اور بیس اسٹیشن پر دباؤ کو کم کرتا ہے۔

لیکن، اگر آپ کو لگتا ہے کہ آپ کو اس طرح سے ادائیگی نہیں کرنی ہوگی، تو آپ غلط ہیں۔

کنٹرول پیغام کو بیس اسٹیشن سے بھی جانا پڑتا ہے۔آپ سپیکٹرم وسائل استعمال کرتے ہیں۔آپریٹرز آپ کو کیسے جانے دے سکتے ہیں؟

مواصلاتی ٹیکنالوجی پراسرار نہیں ہے؛کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کے تاج کے زیور کے طور پر، 5 جی ناقابل رسائی جدت طرازی کی ٹیکنالوجی نہیں ہے۔یہ موجودہ مواصلاتی ٹیکنالوجی کا زیادہ ارتقاء ہے۔

جیسا کہ ایک ماہر نے کہا-

کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کی حدود تکنیکی حدود تک محدود نہیں ہیں بلکہ سخت ریاضی پر مبنی انفرنسز ہیں، جنہیں جلد ہی توڑنا ناممکن ہے۔

اور سائنسی اصولوں کے دائرہ کار میں کمیونیکیشن کی صلاحیت کو مزید کیسے دریافت کیا جائے، مواصلاتی صنعت میں بہت سے لوگوں کی انتھک جستجو ہے۔