5G का आश्चर्यजनक किलर ऐप: होम ब्रॉडबैंड

5G दूरसंचार, जब 2019 में पहली बार लॉन्च हुआ था, तो उद्योग के प्रचार के अनुसार, यह मोबाइल संवर्धित वास्तविकता और स्वायत्त वाहनों जैसे चर्चित अनुप्रयोगों के बारे में होने वाला था। लेकिन आश्चर्यजनक मोड़ तब आया जब होम केबल इंटरनेट को बदलना 5G का सबसे व्यापक रूप से अपनाया जाने वाला नया अनुप्रयोग बन गया। फिक्स्ड वायरलेस एक्सेस (FWA) अब अमेरिका में 14 मिलियन से अधिक ग्राहकों की सेवा करता है, और दुनिया भर के वायरलेस ट्रैफिक का 28 प्रतिशत योगदान देता है। फिक्स्ड वायरलेस एक्सेस वह है जो शब्द सुनने में लगता है: एक स्थिर स्थान पर सेलुलर रेडियो लिंक पर वितरित ब्रॉडबैंड इंटरनेट - कोई केबल नहीं, कोई फाइबर नहीं, कोई खुदाई नहीं, कोई सैटेलाइट ब्रॉडबैंड एंटीना आकाश की ओर इशारा नहीं करता। FWA को जो विशिष्ट बनाता है वह यह है कि यह उन्हीं टावरों, स्पेक्ट्रम और 5G बुनियादी ढांचे का पुन: उपयोग करता है जो मोबाइल उपकरणों के लिए बनाए गए थे।

एक अमेरिकी संघीय संचार आयोग के आयुक्त ने FWA को 5G का किलर ऐप कहा है। और यह केवल संयुक्त राज्य अमेरिका में ही सच नहीं है। जिओ, भारत का सबसे बड़ा कैरियर, दुनिया के सबसे बड़े FWA प्रदाताओं में से एक है, जिसके पिछले वर्ष तक 9 मिलियन से अधिक ग्राहक हैं। कैरियर्स ने पाया कि वे अतिरिक्त 5G क्षमता का पुन: उपयोग कर सकते हैं, साथ ही उपयोग पैटर्न की एक विचित्रता का शोषण कर सकते हैं: मोबाइल ट्रैफिक रात 8 बजे के बाद गिरना शुरू हो जाता है, ठीक उसी समय जब होम इंटरनेट का उपयोग चरम पर होता है। परिणाम पारंपरिक सेलफोन टावरों के माध्यम से वितरित ब्रॉडबैंड है, जो फाइबर तैनाती की तुलना में कम लागत पर है। इन कारणों से, FWA केबल ब्रॉडबैंड को वास्तविक मूल्य प्रतिस्पर्धा प्रदान करता है, जबकि वंचित ग्रामीण और उपनगरीय समुदायों तक पहुंचता है।

FWA फाइबर की तुलना में तैनात करने के लिए सस्ता है, और अधिकांश घरों और छोटे व्यवसायों के लिए, फाइबर की गीगाबिट गति वैसे भी ओवरकिल है। और चूंकि FWA सेलुलर सेवा के लिए बनाए गए समान वायरलेस नेटवर्क का उपयोग करता है, FWA कहीं भी काम करता है जहां एक स्थिर सेलुलर सिग्नल प्राप्त होता है। जैसे-जैसे सेलुलर नेटवर्क न्यूनतम सेवा वाले क्षेत्रों में विस्तारित होते हैं, FWA का कवरेज मानचित्र उनके साथ विस्तारित होता है। इन दूरदराज के स्थानों में, अन्य मुख्य व्यवहार्य ब्रॉडबैंड विकल्प आमतौर पर स्टारलिंक जैसी सैटेलाइट सेवाओं से आता है - जो FWA की तुलना में अधिक महंगा, उच्च विलंबता और कम बैंडविड्थ वाला होता है।

जबकि अधिकांश FWA तैनाती वर्तमान में अप्रयुक्त माइक्रोवेव बैंड का उपयोग करती हैं, कुछ FWA तैनाती विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का उपयोग करती हैं जो 5G ने लॉन्च किया लेकिन मोबाइल उपयोगकर्ताओं के साथ ज्यादातर विफल रहा। मिलीमीटर तरंगें 4G के स्पेक्ट्रम की तुलना में 10 से 40 गुना अधिक आवृत्तियों पर काम करती हैं, अपनी विस्तृत उपलब्ध बैंडविड्थ से उच्च डेटा दर प्रदान करती हैं। हालांकि, इस बात के अच्छे कारण हैं कि 5G मोबाइल उपयोगकर्ता आज आमतौर पर मिलीमीटर-वेव स्पेक्ट्रम का उपयोग नहीं करते हैं। मिलीमीटर तरंगें इमारतों में प्रवेश नहीं कर सकतीं। इसके अलावा, वे ट्रांसमीटर से एक या दो किलोमीटर के भीतर सिग्नल की ताकत खो देते हैं। मिलीमीटर-वेव एंटीना माइक्रोवेव और रेडियो-वेव तकनीक की तुलना में सेलफोन की बैटरी पर एक वास्तविक नाली हैं।

फिर भी इनमें से कोई भी चुनौती एक निकटवर्ती टावर के लिए स्पष्ट दृष्टि रेखा वाले एक निश्चित स्टेशन पर लागू नहीं होती है। FWA होम यूनिट (जिसे ग्राहक परिसर उपकरण या CPE कहा जाता है) 5G हैंडसेट से काफी अंतर से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। यह ज्यादातर हार्डवेयर के कारण है। CPE एक सामान्य सेलफोन की तुलना में बड़े, अधिक संवेदनशील एंटीना ले जाते हैं, जो अधिक सक्षम ट्रांसीवर के साथ जोड़े जाते हैं। CPE भी दीवार के आउटलेट में प्लग किए जाते हैं, जिससे बैटरी की चिंता न के बराबर हो जाती है। एक और 5G तकनीक जिसने मोबाइल वायरलेस में गति नहीं पकड़ी, वह है मल्टी-यूज़र मल्टीपल-इनपुट मल्टीपल-आउटपुट (MU-MIMO)। MU-MIMO वाला एक बेस स्टेशन एक ही आवृत्ति पर एक साथ कई उपयोगकर्ताओं की सेवा के लिए एंटीना की एक सरणी का उपयोग करता है। हालांकि, MU-MIMO सिग्नल बनाए रखने में प्रत्येक उपयोगकर्ता को व्यक्तिगत रूप से ट्रैक करना शामिल है - एक समस्या जो पर्याप्त मोबाइल उपयोगकर्ताओं के साथ जल्दी से भारी हो जाती है। FWA अलग है, हालांकि। स्थिर CPE, अपने अधिक स्थिर डाउनलिंक ट्रैफिक लोड के साथ, MU-MIMO तकनीक के लिए एक आदर्श मैच हैं। इसलिए, FWA इंटरनेट सेवा न केवल ज्यादातर परती स्पेक्ट्रम का उपयोग करती है, बल्कि 5G मोबाइल उपयोगकर्ताओं की तुलना में 5G स्पेक्ट्रम का अधिक कुशलता से उपयोग करती है - जिनके लिए, निश्चित रूप से, ये 5G तकनीक मूल रूप से डिज़ाइन की गई थीं!

बहुत पहले नहीं, 5G के लिए उच्च-बैंडविड्थ उपयोग के मामलों ने एक प्रभावशाली सूची बनाई: स्वायत्त वाहनों के लिए मिलीसेकंड विलंबता, व्यापक उच्च गति डेटा आवश्यकताओं वाले मोबाइल संवर्धित वास्तविकता हेडसेट, और चीजों के विस्तारित इंटरनेट (IoT) के लिए बड़े पैमाने पर मशीन कनेक्टिविटी। ये एप्लिकेशन सभी रुक गए हैं। स्वायत्त वाहन चुनौतीपूर्ण - और अभी भी अनसुलझी - समस्याएं पेश करते हैं जो स्पेक्ट्रम आवंटन से असंबंधित हैं। संवर्धित और आभासी वास्तविकता प्रौद्योगिकियों ने अभी तक बैंडविड्थ मांग में सार्थक वृद्धि नहीं की है। और IoT, कम से कम अब तक, प्रतिस्पर्धी मानकों की एक श्रृंखला में खंडित हो गया है। मोबाइल कैरियर्स ने मोबाइल ग्राहकों के लिए घने 5G नेटवर्क बनाए थे जिनकी जरूरतों ने शायद ही कभी नेटवर्क की क्षमता को संतृप्त किया हो। होम ब्रॉडबैंड का उपयोग शाम के घंटों में चरम पर होता है, ठीक उसी समय जब सेलुलर नेटवर्क सबसे शांत होते हैं। FWA आपूर्ति और मांग के चौराहे पर सेलुलर नेटवर्क पर बैठता है। दिसंबर में, दूरसंचार मानक निकाय, थर्ड जनरेशन पार्टनरशिप प्रोजेक्ट (3GPP) ने अपना नवीनतम 5G विनिर्देश - रिलीज़ 20, अंतिम "केवल 5G" अद्यतन जारी किया। इसलिए, हालांकि 6G अभी भी वर्षों दूर है (इसके पहले विनिर्देश 2029 की शुरुआत में अपेक्षित हैं), इंजीनियरिंग निर्णय जो 6G को परिभाषित करेंगे, आज किए जा रहे हैं। और FWA उस बातचीत के किनारे पर नहीं है; FWA को वर्तमान में एक स्थापित दिन-एक उपयोग का मामला माना जाता है। 6G वायरलेस तकनीक FWA की पहुंच का विस्तार करने का वादा करती है - न केवल स्पेक्ट्रम के माध्यम से बल्कि ज्यामिति के माध्यम से भी। 4G और 5G के कनेक्टिविटी मॉडल का पालन करने के बजाय - टावरों के पास मजबूत सिग्नल और दूर कमजोर सिग्नल - भविष्य के 6G नेटवर्क घरों को एक साथ कई टावरों से जुड़ने देंगे, एक तकनीक का उपयोग करके जिसे डिस्ट्रीब्यूटेड MIMO (मल्टीपल-इनपुट, मल्टीपल-आउटपुट) कहा जाता है। जहां 5G का MIMO संस्करण (उर्फ मैसिव MIMO) एक ही टावर पर दर्जनों एंटीना के साथ उपयोगकर्ता संचार को केंद्रित करता है, वहीं डिस्ट्रीब्यूटेड MIMO कई बेस स्टेशनों पर एंटीना का उपयोग करता है और उन्हें आपके घर तक एक साथ कई दिशाओं से सिग्नल पहुंचाने के लिए समन्वयित करता है। व्यावहारिक परिणाम: क्योंकि कोई भी एक टावर जिम्मेदार नहीं है।