4G യെക്കുറിച്ച് അറിയേണ്ടതെല്ലാം
Science and Technology

4G യെക്കുറിച്ച് അറിയേണ്ടതെല്ലാം

സുജിത് കുമാർ

സുജിത് കുമാർ

പലർക്കും ഒരു തെറ്റിദ്ധാരണയുണ്ട് 2ജി മുതൽ 5 ജി വരെ യുള്ള മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ എല്ലാം ഡാറ്റയുടെ വേഗത മാത്രം അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി ഉള്ളതാണെന്ന്. 2ജിയേക്കാൾ ഇന്റർനെറ്റ് ഉപയോഗിക്കുമ്പൊൾ വേഗത 3ജിയിൽ കിട്ടി അതിനേക്കാൾ വേഗത 4ജിയിൽ കിട്ടി അതിനാൽ നെറ്റ് വർക്ക് വേഗത കൂട്ടിയതുകൊണ്ടാണ്‌ ഇങ്ങനെ ഒരു തലമുറക്കണക്ക് വന്നത് എന്ന്. യഥാർത്ഥത്തിൽ അങ്ങനെ അല്ല. ഡാറ്റയുടെ വേഗത ഒരു ഘടകം ആണെങ്കിലും ഈ തലമുറകളിലുള്ള വ്യത്യാസം വന്നത് സാങ്കേതിക വിദ്യയിലും സെല്ലുലാർ ഫോൺ ചട്ടക്കൂടിലും ഉള്ള ഗണ്യമായ അഴിച്ചു പണികളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌. 2ജിയ്ക്ക് ഇടയിലും ഡാറ്റാ വേഗതയുടെ മാത്രം അടിസ്ഥാനത്തിൽ 2.5 ജിയും 2.75 ജിയും ഒക്കെ ഉണ്ടായിരുന്നു. അതുപോലെ 3ജിയ്ക്കും 4ജിയ്ക്കും ഇടയിലായി 3.5 ജിയും 3.75 ജിയും ഒക്കെ ഉണ്ട്. അതുപോലെ ഇപ്പോൾ നമ്മൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന 4ജി എന്നറിയപ്പെടുന്ന LTE, 4.5 ജി എന്നറിയപ്പെടുന്ന LTE-A/LTE+ , 4.75 ജി എന്നറിയപ്പെടുന്ന LTE-A Pro അങ്ങനെ ഡാറ്റാ റേറ്റിനെ മാത്രം അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി അതാത് തലമുറകളിലും ക്രമാനുഗതമായ ഉപ വിഭാഗങ്ങൾ ഉണ്ട്. പക്ഷേ 4ജി യിൽ നിന്നും 5ജിയിലേക്കുള്ള മാറ്റം അങ്ങിനെ അല്ല. അതിൽ ആർക്കിടെക്ചറിലും സാങ്കേതിക വിദ്യയിലുമൊക്കെ കാര്യമായ അഴിച്ചുപണികൾ ഉണ്ട്. നമുക്ക് 4ജിയിലേക്ക് തന്നെ തിരിച്ച് വരാം.

പരമ്പരാഗത സ്വിച്ചിംഗ് സംവിധാനത്തിൽ നിന്നും മാറി മുഴുവനായും ഒരു ഹൈസ്പീഡ് ഡാറ്റാ നെറ്റ് വർക്ക് ആക്കി മാറ്റി മൊബൈൽ നെറ്റ് വർക്കുകളെ പുതുക്കുക എന്നതാണ്‌ നാലാം തലമുറയുടേതായി ഇന്റർ നാഷണൽ ടെലികമ്യൂണിക്കേഷൻ യൂണിയൻ വിഭാവനം ചെയ്തത്. 100 എം ബി പി എസ് മുതൽ 1 ജി ബി പി എസ് വരെ വേഗതയും മൾട്ടി മീഡിയയ്ക്ക് നൽകേണ്ട പ്രാധാനവും ഒക്കെ ഉൾക്കൊണ്ട ഈ നാലാം തലമുറ ഉടച്ചു വാർക്കലിനായുള്ള പദ്ധതികൾ പ്രധാനമായും രണ്ട് കൂട്ടായ്മകളിൽ നിന്നാണ്‌ സമർപ്പിക്കപ്പെട്ടത്. 3GPP യിൽ നിന്നും IEEE യിൽ നിന്നും. ആണ്‌ ഇത്. 3ജിപീപി LTE Advanced മുന്നോട്ട്‌ വച്ചപ്പോൾ IEEE 802.16 മൊബൈൽ വൈമാക്സ് ആണ്‌ IEEE യുടേതായി ഉണ്ടായത്. വൈമാക്സ് എന്നൊക്കെ കേൾക്കുമ്പോൾ ഒരു പരിചയം തോന്നുന്നുണ്ടാകും അല്ലേ. ശരിയാണ്‌. നമ്മുടെ മൊബൈലിൽ 4ജി ഒക്കെ വരുന്നതിനു മുൻപേ തന്നെ ഇവിടെ നമുക്ക് ആ വാക്ക് സുപരിചിതമാക്കിയത് ബി എസ് എൻ എൽ ആണ്‌. വയർ ലെസ് കമ്യൂണിക്കേഷൻ രംഗത്തെ നാലാം തലമുറയിലേക്ക് ചുവടു വയ്ക്കുന്ന ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യ തന്നെ ആയിരുന്നു അത്. ഇപ്പോൾ ഉള്ള നാലാം തലമുറ മൊബൈൽ നെറ്റ് വർക്കുകളിൽ സാങ്കേതികമായിപ്പറഞ്ഞാൽ സമാന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ആണ്‌ മാറ്റങ്ങളോടെ അടിസ്ഥാനപരമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്. LTE സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ ITU വിന്റെ കണക്ക് പ്രകാരം 4ജി അല്ല എങ്കിലും പല സേവന ദാതാക്കളും അതിനെ 4ജി ആയിത്തന്നെ പരസ്യം ചെയ്തു. ITU വിഭാവനം ചെയ്ത നെറ്റ് വർക്ക് സ്പീഡ് LTE ക്ക് നൽകാവുന്ന പരിധിയിൽ അല്ലാ എന്നതാണ്‌ അതിനു കാരണം. അവസനം കമ്പനികളുടെ നിർബന്ധത്തിനു വഴങ്ങിയാകണം LTE യെ 4ജി ആയി കണക്കാക്കാമെന്ന രീതിയിൽ നിബന്ധനകൾ പുതുക്കപ്പെട്ടു. യൂറോപ്പിലും ഏഷ്യയിലുമൊക്കെ ഉണ്ടായിരുന്ന GSM സിസ്റ്റത്തിൽ പ്രവർത്തിച്ചിരുന്ന സർവീസ് പ്രൊവൈഡർമ്മാർക്ക് മൂന്നാം തലമുറയിൽ നിന്നും നാലാം തലമുറയിലേക്ക് ഏത് സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കണം എന്ന കാര്യത്തിൽ സംശമൊന്നും ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. അവർ 3ജിപിപി കൊണ്ടു വന്ന LTE-A തന്നെ തെരഞ്ഞെടുത്തു. അതേ സമയം അമേരിക്കയിലും ദക്ഷിണകൊറിയയിലുമൊക്കെ അൾട്രാ മൊബൈൽ ബ്രോഡ് ബാൻഡ് എന്ന പേരിൽ വിഭാവനം ചെയ്യപ്പെട്ട IEEE മൊബൈൽ വൈമാക്സിനെ പിൻതുണച്ചാലോ എന്നൊരു ആശയക്കുഴപ്പം ഉണ്ടായി. പക്ഷേ അമേരിക്കയിലെ പ്രമുഖ മൊബൈൽ സേവന ദാതാക്കളെല്ലാം LTE യെ പിൻതുണച്ചതൊടെ ലോകമെമ്പാടും നാലാം തലമുറ മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതിക വിദ്യയായി LTE യുടെ പതിപ്പുകൾ തെരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു. ഇനി ഈ പറഞ്ഞ LTE യെക്കുറിച്ചും അതിൽ ഡാറ്റയുടെ വേഗത കൂട്ടാൻ എന്തൊക്കെ അടിസ്ഥാന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ആണ്‌ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത് എന്നും നോക്കാം.

ഇതര കമ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതിക വിദ്യകളിൽ നിന്നും വേറിട്ട് പലതരം വെല്ലുവിളികളാണ്‌ മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷൻ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾക്കുള്ളത്. അതിൽ ഒന്ന് ഡേറ്റ ( വിശാലാർത്ഥത്തിൽ ആണ്‌ ഡേറ്റ എന്ന് ഉപയോഗിച്ചത്. ഡിജിറ്റൽ ആയിക്കഴിഞ്ഞാൽ അതിനു ശബ്ദമെന്നോ ചിത്രമെന്നൊ വീഡീയോ എന്നോ ഉള്ള വ്യത്യാസമൊന്നുമില്ലാത്തതിനാൽ) ഡാറ്റ ഒരു സ്ഥലത്തു നിന്നും മറ്റൊരു സ്ഥലത്തേയ്ക്ക് വയർ ഇല്ലാതെ എത്തിക്കാൻ അദൃശ്യമെങ്കിലും ചില പ്രത്യേക പാതകൾ ആവശ്യമാണ്‌. ആ പാതകൾ ആണ്‌ ഫ്രീക്വൻസികൾ. ഈ പാതകളിലേക്ക് ഡാറ്റയെ വണ്ടി കയറ്റി വിടുന്ന പ്രക്രിയയാണ്‌ മോഡുലേഷൻ എന്ന പ്രക്രിയ. കൂടുതൽ വേഗതയിൽ ഡാറ്റ സഞ്ചരിക്കണമെങ്കിൽ എന്തെല്ലാം ആവശ്യമാണ്‌? റോഡിന്റെ വീതി കൂട്ടണം, കൂടുതൽ വാഹനങ്ങളിൽ ഒരേ സമയത്ത് ഡാറ്റ നിറച്ച് വിടണം, കൂടുതൽ വേഗതയുള്ള വാഹനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കണം, കൂടുതൽ വലിയ വാഹനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ പറ്റുമോ എന്ന് നോക്കണം. ഇവിടെയൊക്കെ പ്രായോഗിക പരിമിതികൾ ഇല്ലേ? റോഡിനെ ഫ്രീക്വൻസി സ്പ്ക്ട്രം ആയിത്തന്നെ ഒന്ന് ഉപമിച്ചു നോക്കുക, നിശ്ചിത വീതിയിൽ കൂടൂതൽ റോഡ് നിർമ്മിക്കാൻ പറ്റുമോ? അതുപോലെത്തന്നെയാണ്‌ സ്പ്ക്ട്രത്തിന്റെ കാര്യവും. അതിനാൽ നമ്മൾ സാധാരണഗതിയിൽ റോഡിലൂടെയുള്ള ഗതാഗതം സുഗമമാക്കി കൂടുതൽ വാഹനങ്ങൾ ഉള്ള റോഡിലൂടെ ഓടിക്കാൻ എന്തെല്ലാമാണ്‌ ചെയ്യാറ്‌ അതുപോലെയുള്ള മാർഗ്ഗങ്ങളെല്ലാം ഇവിടെയും ആവശ്യമായി വരുന്നു. 4 ജി യുടെ കാര്യത്തിൽ വിശാലമായ ഫ്രീക്വൻസി സ്പെക്ട്രം അനുവദിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. അതായത് 2000 മെഗാ ഹെട്സ് മുതൽ 8000 മെഗാ ഹെട്സ് വരെ ഫ്രീക്വൻസികൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഏത് സാങ്കേതിക വിദ്യകളും വികസിപ്പിക്കാം. പക്ഷേ കാര്യം നടക്കണമെന്ന് മാത്രം. ഇവിടെയാണ്‌ മലമ്പ്രദേശങ്ങളിലൂടെ റോഡ് വെട്ടുന്നതുപോലെയുള്ള പരിമിതികൾ വില്ലനാകുന്നത്. ഫ്രീക്വൻസി കൂടുന്തോറും അതനുസരിച്ചുള്ള പ്രശ്നങ്ങളും കൂടിക്കൂടി വരുന്നു. അതായത് തടസ്സങ്ങളെ മറികടക്കാൻ കഴിയാതെ വരുന്നു, ട്രാൻസ്മിറ്ററും റിസീവറും മുഖാമുഖം നിൽക്കേണ്ടതായി വരുന്നു, അങ്ങനെ പല വിധ പ്രശ്നങ്ങൾ തലപൊക്കുന്നതിനാൽ നിലവിൽ ഉള്ള ഫ്രീക്വൻസികൾ ഉപയോഗിച്ച് തന്നെ പരമാവധി ഡാറ്റ വേഗത്തിൽ എങ്ങനെ കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ കഴിയും എന്ന രീതിയിലുള്ള ഗവേഷണങ്ങളാണ്‌ നടക്കുന്നത്. മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഡാറ്റയുടെ ഒഴുക്കിനെ സ്വാധീനിക്കുന്ന രണ്ട് സാങ്കേതിക പ്രക്രിയകൾ ആണ്‌ മോഡുലേഷനും മൾട്ടിപ്പിൾ ആക്സസും. ഇതിൽ മോഡുലേഷൻ എന്നാൽ ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റയെ ഹൈ ഫ്രീക്വൻസി വണ്ടി കയറ്റി വിടുന്ന പ്രക്രിയ. ഈ പ്രക്രിയയിൽ കാലോചിതമായി വിപ്ലവകരമായ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ആവിഷ്കരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ക്വാഡ്രേച്ചർ ആമ്പ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ (QAM) എന്ന നൂതനമായ ഒരു മോഡുലേഷൻ സമ്പ്രദായമാണ്‌ നാലാം തലമുറ മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷൻ സംവിധാനത്തിൽ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നത്. ഇതിനു തന്നെ ഒരേ സമയം എത്ര അളവ് ഡാറ്റയെ വണ്ടിയിൽ കയറ്റുന്നു എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ തരം തിരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 16 QAM, 64 QAM, 256QAM അങ്ങനെ വിവിധ വിഭാഗങ്ങൾ. അതിന്റെയൊന്നും കടുകട്ടിയായ സാങ്കേതിക ഉള്ളുകള്ളികളിലേക്ക് കടക്കാൻ ഉദ്ദേശിക്കുന്നില്ല എങ്കിലും ഇത്രമാത്രം അറിയുക ഒരേ സമയം കൂടുതൽ ബിറ്റുകളെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനും അതുപോലെത്തെന്ന റിസീവറിൽ അതനുസരിച്ച് ഡീമോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനും കഴിയുന്ന ഒരു സംവിധാനമാണിത്. കപ്പലുകളിൽ കണ്ടൈനറുകൾ വഴി അടുക്കും ചിട്ടയോടെയും സാധനങ്ങൾ കയറ്റുന്നില്ലേ അതിന്റെയൊക്കെ മറ്റൊരു രൂപം. ഇതര കമ്യൂണിക്കേഷൻ സംവിധാനങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷനുള്ള പ്രധാന വെല്ലുവിളി ഒരേ സമയം ഒരേ സ്ഥലത്ത് ധാരാളം ആളുകൾക്ക് തുടർച്ചയായി തടസ്സമില്ലാതെ ആശയ വിനിമയം നടത്താൻ കഴിയണം എന്നതാണ്‌. അതിനായി TDMA,FDMA,CDMA തുടങ്ങിയ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. അതിനൊക്കെ ഒരു പരിധിയിൽ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി ഒന്നിലധികം പേർക്ക് ഉള്ള സ്പെക്ട്രം ഉപയോഗിച്ച് ഒരേ സമയം ഡാറ്റ നൽകാൻ കഴിയാതെ വന്നപ്പോൾ ആവിഷ്കരിക്കപ്പെട്ട ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യകളാണ്‌ OFDM (ഓർത്തൊഗണൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ്) , OFDMA (ഓർത്തൊഗണൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്പിൾ ആക്സസ് )ഉം അവയുടെ വകഭേദങ്ങളും. അതിന്റെയും സാങ്കേതിക വിദ്യകളിലേക്ക് കടക്കുന്നില്ല. എങ്കിലും ഒരു ഉദാഹരണത്തിലൂടെ ഏകദേശ ധാരണ നൽകാൻ ശ്രമിക്കാം..

ചുരുക്കം പറഞ്ഞാൽ മേൽ സൂചിപ്പിച്ച OFDM, QAM, MIMO എന്നീ മൂന്നു അടിസ്ഥാന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ആണ്‌ LTE യിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എല്ലാ നാലാം തലമുറ മോബൈലുകളിലും ഇതൊക്കെ ഉണ്ടെങ്കിലും അതെല്ലാം ഒരേ പോലെ ആയിരിക്കില്ല എന്നു മാത്രം. അതുകൊണ്ടാണ്‌ ചില 4ജി മൊബൈലുകളിൽ നല്ല റേഞ്ച് ലഭിക്കുന്നതും നല്ല ഡാറ്റാ വേഗത ലഭിക്കുന്നതുമെല്ലാം. ഉദാഹരണമായി ഐഫോണിന്റെ ഏറ്റവും പുതിയ പതിപ്പ്, വൺ പ്ലസ് സിക്സ്, സാംസംഗ് ഗാലക്സി എസ് 8, മോട്ടറോള Z ഫോഴ്സ് (II) തുടങ്ങിയ മുൻ നിര ഫോണുകളിൽ 256QAM, 4x4MIMO, കാരിയർ അഗ്രഷൻ. തുടങ്ങിയ ഏറ്റവും ആധുനികമായ കമ്യൂണിക്കേഷൻ ഫീച്ചറുകൾ ഉള്ളൂ. നിങ്ങളുടെ നെറ്റ് വർക്ക് സർവീസ് പ്രൊവൈഡർ ഫോണിന്റെ ഫീച്ചറുകളും പരിമിതികളും തിരിച്ചറിയുകയും അതനുസരിച്ച് പരിചയപ്പെടുമ്പോൾ തന്നെ അനുയോജ്യമായ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ തുടന്നുള്ള ഡാറ്റാ കൈമാറ്റത്തിനായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുപോലെത്തന്നെ നാലാം തലമുറയിൽ എല്ലാ സർവീസ് പ്രൊവൈഡർമ്മാരുടെയും സേവനവും ഒരുപോലെ അല്ല, അവർക്ക് അനുവദിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകൾക്കനുസരിച്ചും ബാൻഡ് വിഡ്ത്തിനനുസരിച്ചുമൊക്കെയുള്ള മൊബൈൽ ഫോൺ ഉപയോഗിച്ചില്ലെങ്കിൽ ഉദ്ദേശിച്ച ഫലം കിട്ടില്ല. അഞ്ചാം തലമുറ മൊബൈൽ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ എന്നത് വെറും ഡൗൺ ലോഡ് സ്പീഡ് 100 ജിബിപിഎസ് ആക്കുക എന്നത് മാത്രമല്ല. അത് വിപ്ലവകരമായ മറ്റൊരു കുതിച്ച് ചാട്ടമാണ്‌. ഇനിയും ബഹുദൂരം മുന്നോട്ട് പോകാനുണ്ട്. ഇപ്പോൾ നിലവിൽ 5ജി പരീക്ഷിച്ചു, 5ജി ഫോൺ വരാൻ പോകുന്നു എന്ന മട്ടിലുള്ള പ്രചരണങ്ങളെല്ലാം വിവിധ കമ്പനികളുടെ വെറും മാർക്കറ്റിംഗ് തന്ത്രങ്ങൾ മാത്രമാണ്‌. അതൊന്നും അഞ്ചാം തലമുറ മൊബൈൽ കമ്യൂണിക്കേഷൻ അല്ല. വേണമെങ്കിൽ 4.75G, 4.9G എന്നൊക്കെ വേണമെങ്കിൽ വിളിക്കാമെന്ന് മാത്രം.

Upfront Stories
www.upfrontstories.com