वायरलेस और मोबाइल नेटवर्किंग

वायरलेस और मोबाइल नेटवर्किंग साझा रेडियो लिंक पर संचार और एंड सिस्टम के अटैचमेंट बिंदु बदलने पर आवश्यक समर्थन को कवर करता है, जिसमें वाई-फाई, सेलुलर नेटवर्क और एक गतिशील डिवाइस को कनेक्टेड रखने वाले प्रोटोकॉल शामिल हैं।

Definition

वायरलेस और मोबाइल नेटवर्किंग कंप्यूटर नेटवर्क का उपक्षेत्र है जो वायरलेस (रेडियो) लिंक पर डेटा संचार और मोबाइल, स्थान-परिवर्तनशील एंड सिस्टम के लिए कनेक्टिविटी, एड्रेसिंग और सत्रों को बनाए रखने वाले नेटवर्क तंत्र से संबंधित है।

Scope

यह क्षेत्र वायरलेस लिंक की विशिष्ट चुनौतियों को कवर करता है — क्षीणन, हस्तक्षेप, मल्टीपाथ, और वायर्ड मीडिया में अनुपस्थित एक हिडन-टर्मिनल समस्या — और उन्हें संबोधित करने वाली प्रौद्योगिकियां: IEEE 802.11 वायरलेस LANs उनके CSMA/CA माध्यम एक्सेस के साथ, पिछली पीढ़ियों से 4G/5G आर्किटेक्चर तक के सेलुलर नेटवर्क, और मोबिलिटी मैनेजमेंट, जो एक डिवाइस को नेटवर्क के बीच चलते समय कनेक्टिविटी और एड्रेसिंग बनाए रखने देता है। यह वायरलेस को एक लिंक और एक्सेस तकनीक के रूप में मानता है जिसके स्टैक में निहितार्थ हैं, और विस्तृत रेडियो-फ़्रीक्वेंसी भौतिक-परत इंजीनियरिंग को बाहर करता है।

Sub-topics

• सेलुलर नेटवर्क
• गतिशीलता प्रबंधन
• वाई-फाई और वायरलेस लैन
• वायरलेस लिंक विशेषताएँ

Core questions

• वायरलेस लिंक वायर्ड लिंक से कैसे भिन्न होते हैं, और वे अंतर प्रोटोकॉल को कैसे प्रभावित करते हैं?
• हिडन-टर्मिनल समस्या कैसे उत्पन्न होती है, और CSMA/CA वाई-फाई में टकरावों को कैसे कम करता है?
• एक सेलुलर नेटवर्क को सेल, बेस स्टेशन और कोर में कैसे व्यवस्थित किया जाता है, और यह पीढ़ियों में कैसे विकसित हुआ है?
• जब कोई होस्ट नेटवर्क के बीच चलता है तो उसका पता और रूटिंग कैसे बनाए रखा जाता है (मोबिलिटी मैनेजमेंट)?
• मोबिलिटी को संभालने और केवल वायरलेस लिंक को संभालने में क्या अंतर है?

Key concepts

• वायरलेस लिंक की कमियाँ (क्षीणन, हस्तक्षेप, मल्टीपाथ)
• हिडन-टर्मिनल समस्या
• CSMA/CA
• IEEE 802.11 (वाई-फाई)
• एक्सेस पॉइंट और एसोसिएशन
• सेलुलर सेल और बेस स्टेशन
• फ़्रीक्वेंसी रियूज़
• हैंडऑफ़ (हैंडओवर)
• मोबाइल IP और केयर-ऑफ़ एड्रेस
• 4G/5G कोर नेटवर्क

Key theories

वायरलेस लिंक की कमियाँ और CSMA/CA

रेडियो लिंक सिग्नल क्षीणन, हस्तक्षेप और मल्टीपाथ से ग्रस्त होते हैं, और टकराव का पता लगाना अव्यावहारिक होता है, इसलिए वाई-फाई हिडन-टर्मिनल समस्या को संबोधित करने के लिए कैरियर-सेंस मल्टीपल एक्सेस विद कोलिजन अवॉइडेंस और वैकल्पिक RTS/CTS हैंडशेक का उपयोग करता है।

सेलुलर आर्किटेक्चर और फ़्रीक्वेंसी रियूज़

सेलुलर नेटवर्क एक क्षेत्र को बेस स्टेशनों द्वारा सेवा प्रदान की जाने वाली कोशिकाओं में विभाजित करते हैं और स्पेक्ट्रल दक्षता को अधिकतम करने के लिए गैर-आसन्न कोशिकाओं में आवृत्तियों का पुन: उपयोग करते हैं, जिसमें एक कोर नेटवर्क प्रमाणीकरण, सत्र प्रबंधन और व्यापक इंटरनेट से कनेक्शन को संभालता है।

मोबिलिटी मैनेजमेंट और अप्रत्यक्षता

एक गतिशील डिवाइस को पहुंच योग्य बनाए रखने के लिए उसके स्थान को ट्रैक करना और उसके वर्तमान नेटवर्क पर ट्रैफ़िक को रूट करना आवश्यक है, शास्त्रीय रूप से एक होम एजेंट और केयर-ऑफ़ एड्रेस (मोबाइल IP) के माध्यम से या, सेलुलर सिस्टम में, कोर नेटवर्क की मोबिलिटी-मैनेजमेंट संस्थाओं के माध्यम से।

Clinical relevance

वायरलेस और मोबाइल नेटवर्किंग वह तरीका है जिससे अधिकांश लोग अब इंटरनेट तक पहुँचते हैं: वाई-फाई घरों, कार्यालयों और सार्वजनिक स्थानों को जोड़ता है, जबकि सेलुलर नेटवर्क अरबों उपकरणों को मोबाइल ब्रॉडबैंड प्रदान करते हैं। मोबिलिटी मैनेजमेंट उपयोगकर्ताओं के चलने पर सहज हैंडऑफ़ को संभव बनाता है, और 5G का आर्किटेक्चर कम-विलंबता और बड़े पैमाने पर-डिवाइस उपयोग के मामलों जैसे औद्योगिक स्वचालन और इंटरनेट ऑफ थिंग्स को लक्षित करता है। क्षमता नियोजन, स्पेक्ट्रम उपयोग और रोमिंग सभी इन अवधारणाओं पर निर्भर करते हैं।

History

1970 के दशक में पैकेट रेडियो अनुसंधान, जिसमें ALOHA सिस्टम भी शामिल था, ने वायरलेस चैनलों पर रैंडम एक्सेस स्थापित किया। IEEE 802.11 मानक (1997 के बाद) ने वायरलेस LANs को सर्वव्यापी बना दिया, जबकि सेलुलर नेटवर्क एनालॉग 1G से डिजिटल GSM और पैकेट-आधारित 4G LTE और 5G तक विकसित हुए। IP होस्ट के लिए मोबिलिटी सपोर्ट को मोबाइल IP के रूप में मानकीकृत किया गया था, और आधुनिक सेलुलर कोर मोबिलिटी, सुरक्षा और IP कनेक्टिविटी को एकीकृत करते हैं।

Key figures

• Charles Perkins
• Norman Abramson
• Andrew S. Tanenbaum

Seminal works

• kurose2021
• ieee80211-2020
• tanenbaum2010

Frequently asked questions

वाई-फाई वायर्ड ईथरनेट की तरह टकराव का पता लगाने के बजाय टकराव से बचाव का उपयोग क्यों करता है?

एक वायरलेस ट्रांसमीटर आमतौर पर भेजते समय टकरावों को नहीं सुन सकता है, क्योंकि उसका अपना सिग्नल किसी भी आने वाले सिग्नल को अभिभूत कर देता है, और एक स्टेशन दूसरे को भी नहीं सुन सकता है जो रिसीवर पर टकरा रहा है (हिडन-टर्मिनल समस्या)। इसलिए वाई-फाई कैरियर सेंसिंग, रैंडम बैकऑफ़ और अभिस्वीकृति का उपयोग करके अग्रिम में टकरावों से बचाता है, न कि मध्य-प्रेषण में उनका पता लगाकर।

वायरलेस नेटवर्क और मोबाइल नेटवर्क में क्या अंतर है?

वायरलेस एक एकल हॉप के लिए तार के बजाय रेडियो लिंक के उपयोग को संदर्भित करता है, जबकि मोबिलिटी समय के साथ नेटवर्क से डिवाइस के अटैचमेंट बिंदु को बदलने को संदर्भित करती है। एक डिवाइस वायरलेस हो सकता है लेकिन स्थिर, या वायर्ड डॉकिंग पॉइंट पर मोबाइल; मोबाइल नेटवर्किंग विशेष रूप से अटैचमेंट बिंदु बदलने पर कनेक्टिविटी और एड्रेसिंग को बरकरार रखने पर केंद्रित है।