सेलुलर नेटवर्क को कोशिकाओं में क्यों विभाजित किया जाता है?

स्पेक्ट्रम सीमित है, इसलिए पूरे क्षेत्र को कवर करने वाला एक एकल ट्रांसमीटर केवल कुछ उपयोगकर्ताओं की सेवा कर सकता है। क्षेत्र को कोशिकाओं में विभाजित करना, प्रत्येक अपने स्वयं के बेस स्टेशन के साथ, और पर्याप्त दूरी पर कोशिकाओं में आवृत्तियों का पुन: उपयोग करना एक ही स्पेक्ट्रम को एक साथ कई और उपयोगकर्ताओं की सेवा करने देता है, जिससे क्षमता बहुत बढ़ जाती है।

5G 4G से कैसे अलग है?

5G नई रेडियो प्रौद्योगिकियों और एक पुन: डिज़ाइन किए गए कोर का उपयोग करता है ताकि 4G की तुलना में उच्च पीक डेटा दर, कम विलंबता और कहीं अधिक एक साथ उपकरणों के लिए समर्थन प्रदान किया जा सके। ये सुधार न केवल तेज़ फोन बल्कि वास्तविक समय नियंत्रण, सघन इंटरनेट-ऑफ-थिंग्स परिनियोजन और फिक्स्ड वायरलेस ब्रॉडबैंड जैसे नए उपयोगों को लक्षित करते हैं।

सेलुलर नेटवर्क

सेलुलर नेटवर्क एक क्षेत्र को बेस स्टेशनों द्वारा सेवा प्रदान की जाने वाली कोशिकाओं में विभाजित करके और उन्हें एक कोर नेटवर्क के माध्यम से जोड़कर व्यापक-क्षेत्र वायरलेस कनेक्टिविटी प्रदान करते हैं, जो ध्वनि-केंद्रित प्रणालियों से विकसित होकर पैकेट-आधारित 4G और 5G मोबाइल ब्रॉडबैंड बन गए हैं जो आज के मोबाइल इंटरनेट को वहन करते हैं।

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Definition

एक सेलुलर नेटवर्क एक वायरलेस वाइड-एरिया नेटवर्क है जो अपने कवरेज क्षेत्र को कोशिकाओं में विभाजित करता है, प्रत्येक को एक बेस स्टेशन द्वारा सेवा प्रदान की जाती है, और इन बेस स्टेशनों को एक कोर नेटवर्क के माध्यम से जोड़ता है जो प्रमाणीकरण, गतिशीलता और इंटरनेट जैसे बाहरी नेटवर्क से कनेक्टिविटी को संभालता है।

Scope

यह विषय सेलुलर डेटा नेटवर्क की वास्तुकला और संचालन को शामिल करता है: कोशिकाओं, बेस स्टेशनों और आवृत्ति पुन: उपयोग की सेलुलर अवधारणा; रेडियो एक्सेस नेटवर्क और कोर नेटवर्क का संगठन; 4G LTE और 5G के माध्यम से पिछली पीढ़ियों से विकास, जिसमें ऑल-आईपी पैकेट-स्विच्ड कोर में बदलाव शामिल है; और उच्च क्षमता, कम विलंबता और बड़े पैमाने पर डिवाइस घनत्व जैसे 5G के उच्च-स्तरीय लक्ष्य। यह गतिशीलता और हैंडऑफ़ को एक अवलोकन स्तर पर मानता है, विस्तृत गतिशीलता प्रबंधन को अपने स्वयं के विषय पर छोड़ देता है।

Core questions

सेलुलर अवधारणा क्या है, और कवरेज क्षेत्रों को कोशिकाओं में क्यों विभाजित किया जाता है?
आवृत्ति पुन: उपयोग एक सेलुलर प्रणाली की क्षमता को कैसे बढ़ाता है?
रेडियो एक्सेस नेटवर्क और कोर नेटवर्क कैसे व्यवस्थित होते हैं?
सेलुलर नेटवर्क ध्वनि-केंद्रित से ऑल-आईपी 4G और 5G में कैसे विकसित हुए हैं?
5G कम विलंबता और बड़े पैमाने पर कनेक्टिविटी जैसी कौन सी नई क्षमताएं प्रदान करने का लक्ष्य रखता है?

Key concepts

कोशिकाएं और बेस स्टेशन
आवृत्ति पुन: उपयोग
रेडियो एक्सेस नेटवर्क
सेलुलर कोर नेटवर्क
4G LTE
5G
ऑल-आईपी पैकेट कोर
मोबाइल ब्रॉडबैंड
हैंडऑफ़ (अवलोकन)

Key theories

सेलुलर अवधारणा और आवृत्ति पुन: उपयोग: एक सेवा क्षेत्र को कोशिकाओं में विभाजित करना और गैर-आसन्न कोशिकाओं में समान आवृत्तियों का पुन: उपयोग करना एक सीमित स्पेक्ट्रम को कई उपयोगकर्ताओं की सेवा करने देता है; छोटी कोशिकाएं अधिक बेस स्टेशनों और अधिक बार हैंडऑफ़ की लागत पर क्षमता बढ़ाती हैं।
रेडियो एक्सेस और कोर नेटवर्क विभाजन: सेलुलर सिस्टम बेस स्टेशनों के एक रेडियो एक्सेस नेटवर्क को अलग करते हैं जो वायरलेस लिंक का प्रबंधन करते हैं, एक कोर नेटवर्क से जो उपयोगकर्ताओं को प्रमाणित करता है, सत्रों और गतिशीलता का प्रबंधन करता है, और बाहरी नेटवर्क से और तक यातायात को रूट करता है, एक संरचना जो पीढ़ियों में परिष्कृत हुई है।
ऑल-आईपी में पीढ़ीगत विकास: सेलुलर नेटवर्क एनालॉग वॉयस (1G) से डिजिटल वॉयस और सीमित डेटा के माध्यम से पैकेट-स्विच्ड, ऑल-आईपी 4G LTE और 5G तक प्रगति की, तेजी से इंटरनेट यातायात ले जा रहे हैं और IP नेटवर्किंग के साथ एंड-टू-एंड एकीकृत हो रहे हैं।

Clinical relevance

सेलुलर नेटवर्क अरबों उपकरणों को मोबाइल इंटरनेट प्रदान करते हैं और दुनिया के अधिकांश हिस्सों में कनेक्टिविटी का प्राथमिक रूप हैं। ऑल-आईपी 4G और 5G कोर में बदलाव सेलुलर और इंटरनेट प्रौद्योगिकी को कसकर एकीकृत करता है, और कम विलंबता और बड़े पैमाने पर डिवाइस घनत्व के लिए 5G के लक्ष्य मोबाइल वीडियो से लेकर औद्योगिक स्वचालन और इंटरनेट ऑफ थिंग्स तक के अनुप्रयोगों को रेखांकित करते हैं, जिससे सेलुलर वास्तुकला आधुनिक कनेक्टिविटी योजना के लिए केंद्रीय बन जाती है।

History

सेलुलर टेलीफोनी एनालॉग 1G सिस्टम के साथ शुरू हुई, फिर डिजिटल 2G (जैसे GSM) जिसने टेक्स्ट और सीमित डेटा जोड़ा। पैकेट डेटा 2.5G/3G के माध्यम से बढ़ा, और 4G LTE ने डेटा के लिए अनुकूलित एक ऑल-आईपी, पैकेट-स्विच्ड वास्तुकला पेश की। 5G ने उच्च थ्रूपुट, कम विलंबता और बड़ी संख्या में जुड़े उपकरणों का समर्थन करने के उद्देश्य से नई रेडियो प्रौद्योगिकियों और एक सेवा-आधारित कोर के साथ इसका अनुसरण किया।

Key figures

James F. Kurose
Keith W. Ross
Andrew S. Tanenbaum

Seminal works

kurose2021
tanenbaum2010

Frequently asked questions

सेलुलर नेटवर्क को कोशिकाओं में क्यों विभाजित किया जाता है?: स्पेक्ट्रम सीमित है, इसलिए पूरे क्षेत्र को कवर करने वाला एक एकल ट्रांसमीटर केवल कुछ उपयोगकर्ताओं की सेवा कर सकता है। क्षेत्र को कोशिकाओं में विभाजित करना, प्रत्येक अपने स्वयं के बेस स्टेशन के साथ, और पर्याप्त दूरी पर कोशिकाओं में आवृत्तियों का पुन: उपयोग करना एक ही स्पेक्ट्रम को एक साथ कई और उपयोगकर्ताओं की सेवा करने देता है, जिससे क्षमता बहुत बढ़ जाती है।
5G 4G से कैसे अलग है?: 5G नई रेडियो प्रौद्योगिकियों और एक पुन: डिज़ाइन किए गए कोर का उपयोग करता है ताकि 4G की तुलना में उच्च पीक डेटा दर, कम विलंबता और कहीं अधिक एक साथ उपकरणों के लिए समर्थन प्रदान किया जा सके। ये सुधार न केवल तेज़ फोन बल्कि वास्तविक समय नियंत्रण, सघन इंटरनेट-ऑफ-थिंग्स परिनियोजन और फिक्स्ड वायरलेस ब्रॉडबैंड जैसे नए उपयोगों को लक्षित करते हैं।