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इन दिनों, 4 जी एलटीई एक संदेह के बिना है कि दुनिया भर में वाहकों के लिए वास्तविक मानक जब मोबाइल ब्रॉडबैंड की गति की बात आती है, तो 3 जी और अन्य पुरानी प्रौद्योगिकियों के साथ ज्यादातर दूरदराज के क्षेत्रों या कवरेज के ब्लैक होल को पुनः आरोपित किया जाता है। लेकिन आगे क्या है? स्पष्ट उत्तर 5 जी है, और यह पहले से ही मुट्ठी भर देशों में रहता है। इस बीच, हमने देखा है कि एक अन्य प्रकार की सेलुलर तकनीक आम हो गई है: LTE-A।
(LTE-A) कुछ वर्षों से यूरोप, उत्तरी अमेरिका और एशिया में उपलब्ध है। तो क्या वास्तव में एलटीई-ए है? इस टुकड़े में हम इस बात का बारीकी से अध्ययन करते हैं कि प्रौद्योगिकी कैसे काम करती है और उपभोक्ताओं के लिए इसका क्या अर्थ है।
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LTE-A कैसे काम करता है?
जैसा कि नाम से पता चलता है, LTE-Advanced वर्तमान LTE कनेक्टिविटी का एक विकसित संस्करण है, "उन्नत" नाम को वारंट करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग करता है। एलटीई-एडवांस्ड में पेश की गई नई कार्यप्रणाली में कैरियर एग्रीगेशन (सीए), मौजूदा मल्टी-एंटीना तकनीक (एमआईएमओ) का बेहतर उपयोग और रिले नोड्स का समर्थन है। ये सभी एलटीई नेटवर्क और कनेक्शन की स्थिरता, बैंडविड्थ और गति को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
हमने LTE-Advanced Pro के आगमन को भी देखा है - जिसे कुछ बाजारों में गिगाबिट LTE के रूप में भी जाना जाता है - (3GPP रिलीज़ 13 और ऊपर)। तो यह मानक LTE-A से कैसे भिन्न है? यह सिएरा वायरलेस इन्फोग्राफिक चित्रण का एक अच्छा काम करता है कि यह एक साथ कैसे फिट बैठता है।
LTE-A प्रो / गिगाबिट LTE मौजूदा 256QAM तकनीक, अधिक उन्नत वाहक एकत्रीकरण, और अन्य तकनीकों का उपयोग वेनिला LTE-A पर गति बढ़ाने के लिए करता है। यह 5G तैनाती का एक प्रमुख हिस्सा है, जो अनिवार्य रूप से कवरेज में क्षेत्रों को कम करने के लिए निर्धारित है जहां 5G उपलब्ध नहीं है।
वाहक एकत्रीकरण
संभवतः LTE-Advanced के पीछे की कुंजी वाहक एकत्रीकरण है। अनिवार्य रूप से इस तकनीक को एक साथ कई नेटवर्क बैंडों से डेटा डाउनलोड करने की अनुमति देकर एलटीई कनेक्शन की बैंडविड्थ को गुणा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एलटीई घटक वाहक, या बैंड, डेटा ले जाने वाले भागों में विभाजित होते हैं, जिसमें 1.4, 3, 5, 10, 15 या 20 मेगाहर्ट्ज की बैंडविड्थ हो सकती है। पाँच घटक वाहकों को एक साथ एकत्र किया जा सकता है। कैरियर एग्रीगेशन इन विभिन्न वाहकों से संकेतों को जोड़ती है, जो एकल कनेक्शन के लिए बैंडविड्थ को 100 MHz तक बढ़ाने की अनुमति देता है। यह एफडीडी और टीडीडी नेटवर्क प्रकारों के लिए लागू होता है, साथ ही डाउनलोड और अपलोड कनेक्शन दोनों।
वाहक एकत्रीकरण सन्निहित घटक वाहक के साथ काम कर सकता है जो एक ही ऑपरेटिंग आवृत्ति बैंड के भीतर स्थित हैं, या विभिन्न ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी में अलग-अलग बैंड से गैर-निरंतर वाहक के साथ। नीचे दी गई छवि इसे समझाने में मदद करती है:
डेटा गति के संदर्भ में यह तकनीक अत्यधिक उच्च शिखर डेटा दर प्रदान कर सकती है, सैद्धांतिक रूप से 1 जीबीपीएस तक जब अधिकतम वाहक से अधिकतम उपलब्ध बैंडविड्थ का उपयोग किया जाता है। यद्यपि व्यावसायिक समाधान केवल LTE-Advanced के लिए 600 एमबीपीएस तक के पीक डेटा दरों के साथ तीन वाहक तक समर्थन करते हैं। हालांकि, वास्तविकता में वाहक, हार्डवेयर, और नेटवर्क कवरेज इस सैद्धांतिक अधिकतम से कम हो जाएंगे, उदाहरण के लिए लगभग 20MHz वाहक सक्षम के साथ लगभग 150Mbps डाउनलोड गति।
हमने एलटीई-एडवांस्ड प्रो / गिगाबिट एलटीई को भी देखा है, जिसमें 32 घटक वाहकों के साथ वाहक एकत्रीकरण शामिल है। यह अगला कदम सैद्धांतिक रूप से 3Gbps तक की गति प्रदान करता है, हालांकि 1Gbps पर कथित तौर पर परीक्षण के दौरान वास्तविक दुनिया के नेटवर्क पर शिखर डेटा दर। जब आप इन नेटवर्कों का उपयोग करते हैं तो यह आंकड़ा और भी कम होने की उम्मीद करते हैं, जब आप इन नेटवर्क का उपयोग करते हैं, भीड़, पर्यावरण और अन्य कारकों के कारण।
कैरियर एग्रीगेशन का एक अन्य प्रमुख लाभ यह है कि मौजूदा एलटीई नेटवर्क और एलटीई-एडवांस्ड डिवाइस के बीच पूर्ण बैकवर्ड और फॉरवर्ड संगतता के लिए अनुमति देता है। एलटीई-उन्नत कनेक्शन मौजूदा एलटीई बैंड के माध्यम से प्रदान किया जाएगा, इसलिए मानक एलटीई उपयोगकर्ता एलटीई को सामान्य रूप से उपयोग करना जारी रखेंगे, जबकि उन्नत कनेक्शन कई एलटीई वाहक का उपयोग करेंगे।
मीमो
मल्टीपल इनपुट मल्टीपल आउटपुट टेक्नोलॉजी (MIMO) LTE-Advanced के काम करने के लिए आवश्यक दूसरी तकनीक है।MIMO दो या अधिक एंटेना से डेटा-धाराओं को मिलाकर समग्र हस्तांतरण बिटरेट को बढ़ाता है और वाहक एकत्रीकरण के लिए काम करने की अनुमति देता है।
एक प्रेषक से एक रिसीवर तक एक ही जानकारी भेजने के बजाय, आप एक ही जानकारी को कई प्रेषकों से कई रिसीवरों को भेज सकते हैं। यह एक समानांतर प्रक्रिया है, जो आपके द्वारा प्रत्येक सेकंड (बिट्स प्रति हर्ट्ज) को भेजने और प्राप्त करने वाले डेटा की मात्रा को काफी हद तक बढ़ा देती है, बशर्ते आपके पास एक रिसीवर मॉडेम हो जो सभी सूचनाओं को सही क्रम में सॉर्ट कर सके।
यद्यपि MIMO पहले से ही LTE नेटवर्क में उपयोग किया जाता है, LTE-Advanced के लिए आवश्यक है कि चिप्स इनपुट और आउटपुट की संख्या में वृद्धि करें। वेनिला एलटीई-एडवांस्ड आठ ट्रांसमीटरों और रिसीवर्स को डाउनलोड करने के लिए और चार अपलोड करते समय चार तक का समर्थन करता है। बढ़ी हुई एमआईएमओ व्यवस्था से सीडीएमए, जीएसएम, और डब्ल्यूसीडीएमए जैसे विरासत कनेक्शनों की गति और कनेक्शन की गुणवत्ता में भी सुधार होगा।
हम LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE के लिए तथाकथित बड़े पैमाने पर MIMO को भी देख रहे हैं, जिसमें 16 ट्रांसमीटर और रिसीवर शामिल हैं। यह तकनीक 5G की नींव बनाने के लिए भी तैयार है।
QAM
एलटीई-एडवांस्ड पहेली का एक अन्य महत्वपूर्ण हिस्सा क्वाड्रेचर आयाम मॉड्यूलेशन (QAM) है। यह तकनीक अनिवार्य रूप से आपके फोन पर टॉवर से भेजे गए सिग्नल में सूचनाओं के अधिक बिट्स को काटती है। उच्च QAM एक सिग्नल में अधिक जानकारी प्रदान करता है और इस प्रकार तेज गति।
क्वालकॉम ने QAM की तुलना अधिक कुशल पैकिंग के कारण बड़े भार वाले ट्रकों से की है, इसलिए राजमार्ग पर आवश्यक ट्रकों की संख्या कम करना।
हमने पहले एलटीई-ए में 64QAM का उपयोग किया जा रहा है, लेकिन Verizon, T-Mobile की पसंद से LTE-Advanced नेटवर्क और अन्य 256QAM का भी उपयोग करते हैं। QAM के इस विशेष संस्करण में नाटकीय रूप से बैंडविड्थ को बढ़ावा मिलता है और, बड़े पैमाने पर MIMO की तरह, 5G में उपयोग की जाने वाली एक और मूलभूत तकनीक है। वास्तव में, क्वालकॉम का कहना है कि 256QAM 64QAM पर डाउनलोड गति को 33 प्रतिशत बढ़ा देता है।
इस तकनीक का उपयोग वाई-फाई में भी किया जाता है, वाई-फाई 5 (802.11ac) 64QAM का उपयोग करता है, जबकि नया वाई-फाई 6 मानक 1024QAM का लाभ लेता है। किसी भी घटना में, 64QAM और 256QAM दोनों मानक LTE-A में उपयोग किए जाते हैं, जबकि LTE-A प्रो आम तौर पर 256QAM से चिपक जाता है।
सेल हार्डवेयर
LTE-Advanced के साथ शुरू की गई प्रौद्योगिकी का अंतिम टुकड़ा एक वाहक हार्डवेयर का एक टुकड़ा है जिसे रिले नोड कहा जाता है। जब तक रिले नोड्स आपके डेटा की गति में सुधार का एक अभिन्न अंग नहीं हैं, वे एलटीई कनेक्शन की उपलब्धता में सुधार करेंगे, और आपको प्राप्त डेटा भेजते समय चुनने के लिए अधिक कनेक्शन प्रदान करेंगे।
सीधे शब्दों में कहें, एक रिले नोड एक कम शक्ति वाला बेस स्टेशन है जिसका उपयोग मुख्य स्टेशन के कनेक्शन त्रिज्या के अंत और उसके बाहर नेटवर्क कवरेज को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है। ये रिले नोड्स मुख्य स्टेशन से वायरलेस रूप से कनेक्ट होते हैं, और अपने एलटीई नेटवर्क के किनारे के करीब होने पर अपने सिग्नल को बढ़ाने में मदद करनी चाहिए। बेशक बेहतर कनेक्टिविटी की पहुंच पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करेगी कि वाहक इन नोड्स के निर्माण में निवेश करने की जहमत उठाते हैं या नहीं।
पीक थ्योरेटिकल और यूजर स्पीड में 4 जी एलटीई एडवांस के साथ बड़ी तेजी देखने को मिलती है।
मोडेम हार्डवेयर
सही ढंग से कार्य करने के लिए, वाहक एकत्रीकरण, QAM और MIMO को दूरसंचार और डिवाइस हार्डवेयर कार्यान्वयन दोनों की आवश्यकता होती है। आप पाएंगे कि कई स्मार्टफोन SoCs और बाहरी मॉडेम इन तेज़ डेटा दरों का समर्थन करते हैं। एलटीई-उन्नत हार्डवेयर विवरण 2011 में रिलीज़ 10 विनिर्देशों के साथ पेश किए गए थे। कोई भी एलटीई श्रेणी 4 डिवाइस या उच्चतर वाहक एकत्रीकरण, QAM और बड़े MIMO कॉन्फ़िगरेशन का समर्थन करता है, प्रत्येक अलग-अलग डिग्री के लिए। इस बीच, एलटीई श्रेणी 16 डिवाइस या बाद में गिगाबिट एलटीई या एलटीई-एडवांस्ड प्रो डिवाइस के लिए समर्थन प्रदान करते हैं।
एक उदाहरण क्वालकॉम के स्नैपड्रैगन 845 चिपसेट का है, जो इन-हाउस एक्स 20 एलटीई मॉडेम (श्रेणी 18/13) का उपयोग करता है। यह मॉडेम डाउनलिंक, 4 × 4 MIMO और 256QAM के लिए पांच बैंड वाहक एकत्रीकरण प्रदान करता है। दूसरे शब्दों में, इसमें एलटीई-एडवांस और एलटीई-एडवांस्ड प्रो कनेक्टिविटी के लिए आवश्यक सभी उपकरण हैं।
गैलेक्सी एस 10 श्रृंखला में उपयोग किए गए सैमसंग के Exynos 9820 में फर्म का अपना LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE मॉडेम है। यह आठ बैंड वाहक एकत्रीकरण, 4 × 4 MIMO और 256QAM तक श्रेणी 20 की गति प्रदान करता है। वास्तव में, सैमसंग 2Gbps तक की डाउनलिंक स्पीड का दावा करता है।
Huawei LTE-Advanced और Pro / Gigabit LTE को सपोर्ट करने वाला एक और बड़ा प्लेयर है, जिसकी शुरुआत Huawei Mate 10 सीरीज और P20 सीरीज में Kirin 970 चिपसेट से होगी। किरिन 970 श्रेणी 18 सहायता प्रदान करता है, जबकि किरिन 980 एक श्रेणी 21 मॉडेम वितरित करता है।
आपके स्मार्टफोन के अंदर का हार्डवेयर स्पष्ट रूप से लड़ाई का केवल एक हिस्सा है। आपके कैरियर को सबसे कम विलंबता और सबसे तेज़ डाउनलोड गति प्राप्त करने के लिए इन तकनीकों का समर्थन करने की आवश्यकता है।
वैश्विक रोलआउट
इसमें थोड़ी देर लगी है, लेकिन एलटीई-ए ने अपनी स्थापना के बाद से दुनिया भर में अपना रास्ता बना लिया है। अफ्रीका, एशिया, यूरोप और अमेरिका में अधिकांश प्रमुख नेटवर्क ने मानक अपना लिया है। गीकेबिट एलटीई के रूप में, अब एलटीई-एडवांस्ड प्रो भी कई बाजारों में पहुंच रहा है।
यह इस बिंदु पर पुरानी खबर की तरह लगता है क्योंकि 5 जी नेटवर्क धीरे-धीरे दुनिया भर में अपना रास्ता बनाते हैं, लेकिन एलटीई-ए और एलटीई-एडवांस्ड प्रो के बिल्डिंग ब्लॉक कभी भी अधिक महत्वपूर्ण नहीं रहे हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि एलटीई-ए और एलटीई-ए प्रो को रेखांकित करने वाली तकनीकों का उपयोग 5 जी नेटवर्क के किनारे पर उपयोगकर्ताओं के लिए एक विकल्प के रूप में किया जाएगा।
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