यह कैसे काम करता है और क्यों यह मैट्रेड

कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (CDMA) 1990s में एक क्रांतिकारी डिजिटल सेलुलर तकनीक के रूप में उभरा, मूल रूप से बदल गया कि वायरलेस नेटवर्क ने कई एक साथ उपयोगकर्ताओं को कैसे संभाला। पहले आवृत्ति-डिवीजन (FDMA) या टाइम-डिवीज़न (TDMA) योजनाओं के विपरीत, CDMA ने सभी उपयोगकर्ताओं को एक साथ एक ही व्यापक आवृत्ति बैंड को एक साथ संचारित करने की अनुमति दी, जिसमें प्रत्येक बातचीत ने एक अद्वितीय छद्म-रैंडम कोड का उपयोग करके कोडित किया। यह स्प्रेड स्पेक्ट्रम तकनीक क्वालकॉम द्वारा अग्रणी है, जिसने एनालॉग सिस्टम की तुलना में काफी उच्च वर्णक्रमीय दक्षता, बेहतर कॉल गुणवत्ता और बेहतर सुरक्षा प्रदान की।

2000 के दशक के आरंभ तक, सीडीएमए संयुक्त राज्य अमेरिका (Verizon, Sprint), दक्षिण कोरिया (SK Telecom, LG U+) और भारत (Reliance Infocomm) सहित प्रमुख बाजारों में 3G नेटवर्क की रीढ़ बन गई थी। प्रौद्योगिकी की क्षमता नरम हैंडऑफ़ का समर्थन करने के लिए - टॉवर संक्रमण के दौरान निर्बाध कॉल करने की क्षमता - और इसके परिष्कृत पावर कंट्रोल एल्गोरिदम ने इसे अलग कर दिया। उदाहरण के लिए, CDMA2000 1xRTT ने 153 kbps तक डेटा गति की पेशकश की, जबकि EV-DO (Evolution-Data Optimized) ने 2.4 एमबीपीएस तक चोटी की दरों को धक्का दिया, जिससे प्रारंभिक मोबाइल वेब ब्राउज़िंग और ईमेल सक्षम हो गया।

]]CDMA ने एक पैराडिग्म शिफ्ट का प्रतिनिधित्व किया: ] यह एक गतिशील, कोड आधारित साझाकरण मॉडल के साथ रेडियो संसाधनों के निश्चित आवंटन को बदल दिया जो नेटवर्क भीड़ को सुंदर ढंग से अवशोषित कर सकता है। इस डिजाइन ने बाद में 4G और 5G रेडियो-एक्सेस आर्किटेक्चर को सीधे प्रभावित किया।

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CDMA बनाम जीएसएम युद्ध: एक नेटवर्क प्रौद्योगिकी डुएल

1990 के दशक और 2000 के दशक के अंत में, दूरसंचार उद्योग दो शिविरों में विभाजित हुआ: सीडीएमए (मुख्य रूप से क्वालकॉम द्वारा चैंपियन) और जीएसएम (मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली, यूरोपीय हितों के नेतृत्व में)। जीएसएम टीडीएमए पर निर्भर था और 200 से अधिक देशों में तैनात किया गया था, जो 3 जीपीपी जैसे मानकीकरण निकायों के माध्यम से बड़े पैमाने पर पैमाने पर पैमाने पर पैमाने पर पैमाने पर हासिल किया गया था। सीडीएमए, जबकि तकनीकी रूप से कुछ मामलों में बेहतर था, अधिक मालिकाना था और उच्च लाइसेंस शुल्क का सामना करना पड़ा। इसने एक छोटे विक्रेता पारिस्थितिकी तंत्र और उच्च उपकरण लागत का नेतृत्व किया।

जीएसएम के वैश्विक रोमिंग फायदे और एक 3G विकास के रूप में WCDMA (यूनिवर्सल मोबाइल दूरसंचार प्रणाली) के घटनागत वृद्धि ने जीएसएम आधारित वाहक को उच्च गति वाले नेटवर्क को आसानी से माइग्रेट करने में मदद की। इसके विपरीत, सीडीएमए वाहक अक्सर 3G से 4G तक चलते समय खुद को फंसे हुए पाया क्योंकि एलटीई - प्रमुख 4G मानक - OFDMA (Orthogonal फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) का उपयोग करता है, सीडीएमए के एयर इंटरफेस के साथ असंगत तकनीक। Verizon और स्प्रिंट जैसे वाहक अंततः अपने CDMA नेटवर्क के शीर्ष पर एलटीई को ओवरले करने के लिए भारी निवेश करना पड़ा, एक संक्रमण जिसने अरब डॉलर और अरब डॉलर लिया।

LTE का उदय और CDMA की सूर्यास्त

2010 के आसपास एलटीई के वाणिज्यिक प्रक्षेपण ने सीडीएमए के लिए अंत की शुरुआत को चिह्नित किया। एलटीई ने 100 एमबीपीएस या उससे अधिक की चोटी वाली डाउनलिंक गति की पेशकश की, अल्ट्रा-लो विलंबता (20 एमएस के तहत) और एक ऑल-आईपी पैकेट-स्विच्ड कोर जिसने सीडीएमए की सर्किट-स्विच्ड वॉयस सीमाओं को समाप्त कर दिया। एलटीई (VoLTE) पर आवाज अंततः वाहकों को पूरी तरह से अपनी विरासत वाली सीडीएमए वॉयस नेटवर्क को सेवानिवृत्त करने की अनुमति दी।

प्रमुख सीडीएमए वाहक ने शटडाउन योजना की घोषणा की:

  • Sprint (अब T-Mobile): 31 मार्च 2022 को अपने CDMA नेटवर्क को बंद कर दें, LTE और 5G के लिए स्पेक्ट्रम को पुनर्निर्देशित करें।
  • Verizon: की घोषणा की कि यह 31 दिसंबर, 2022 तक अपने 3G CDMA नेटवर्क को रिटायर करेगा, जिसमें 2023 की शुरुआत तक शेष CDMA क्षमता का पूरा चरण-बाहर होगा।
  • Reliance Jio (भारत):] प्रारंभिक परीक्षणों से परे कभी सीडीएमए तैनात नहीं किया गया; शुरू से ही एलटीई में स्थानांतरित हो गया।

बंद करने के लिए लाखों विरासत IoT उपकरणों छोड़ दिया - जैसे वाहनों, सुरक्षा अलार्म और बुजुर्ग देखभाल पेंडेंट में टेलीमैटिक्स यूनिट कनेक्ट करने में असमर्थ। वाहक संक्रमण कार्यक्रम की पेशकश की, लेकिन एम्बेडेड CDMA मॉड्यूल को बदलने की लागत और जटिलता उन उद्योगों के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती रही है जो लंबे जीवन चक्र उपकरणों पर निर्भर थे।

क्यों सीडीएमए को जीवित रखें?

LTE/5G की ओर अत्यन्त कम-से-कम मार्च के बावजूद, कुछ पृथक अनुप्रयोग अभी भी CDMA पर निर्भर करते हैं। ग्रामीण या पहाड़ी क्षेत्रों में जहां वाहक उन्नयन धीमी है, CDMA बुनियादी आवाज कॉल के लिए एक गिरती नेटवर्क के रूप में कार्य कर सकता है। इसके अतिरिक्त, कुछ सैन्य और निजी नेटवर्क जैमिंग के खिलाफ अपनी मजबूती के लिए CDMA वेरिएंट का उपयोग करते हैं। हालांकि, ये आला हार्डवेयर दुर्लभ हो जाते हैं और अनुबंधों का समर्थन करते हैं।

5G क्रांति और CDMA के अंतिम नाखून

5G न्यू रेडियो (NR) आगे भी आगे चलकर उप-6 गीगाहर्ट्ज़ और mmWave स्पेक्ट्रम का समर्थन करता है, बहु-जीबीपीएस गति, उप-मिलीसेकंड विलंबता और बड़े पैमाने पर आईओटी कनेक्टिविटी प्रदान करता है। 5G की लचीली संख्या और बीमफॉर्मिंग टेक्नोलॉजीज सीडीएमए की निश्चित-प्रीड आर्किटेक्चर को अप्रचलित बनाती हैं। इसके अलावा, 5G नेटवर्क पूरी तरह से वर्चुअलाइज़ और सॉफ्टवेयर-परिभाषित होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे ऑपरेटर विशिष्ट उपयोग के मामलों के लिए संसाधनों को स्लाइस करने की अनुमति मिलती है- कुछ कठोर सीडीएमए कोर प्राप्त नहीं कर सकते हैं।

5G के लिए 3GPP मानकों को स्पष्ट रूप से सीडीएमए आधारित हैंडओवर के लिए समर्थन छोड़ दें; सभी आवाज कॉलों को वीओएनआर (न्यू रेडियो पर वीओइस) के माध्यम से संभाला जाता है या एलटीई में गिर गया है। इसका मतलब यह है कि अगर किसी डिवाइस में सीडीएमए रेडियो है, तो यह 5G-only नेटवर्क पर प्रामाणिक या पंजीकृत नहीं कर सकता है। सीडीएमए का सूर्यास्त इसलिए रणनीतिक और तकनीकी दोनों है: आधुनिक ब्रॉडबैंड सेवाओं के लिए कोई मूल्य नहीं जोड़ता है, तो एक विरासत एयर इंटरफेस को बनाए रखने का कोई कारण नहीं है।

वाहक और उपयोगकर्ताओं के लिए संक्रमण चैलेंज

बाहर CDMA बाहर Phasing एक स्विच का एक सरल फ्लिप नहीं है। वाहक तीन महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना चाहिए:

  1. ]Infrastructure उन्नयन लागत: LTE-Advanced का समर्थन करने के लिए बेस स्टेशनों, backhaul और कोर नेटवर्क उपकरणों की जगह और 5G NR पूंजी व्यय की आवश्यकता है जो एक राष्ट्रव्यापी नेटवर्क के लिए $1 बिलियन से अधिक हो सकता है।
  2. डिवाइस संगतता: मिलियन फीचर फोन, आईओटी मॉनिटर्स और वाहन-टेलीमेटिक्स इकाइयों में एलटीई या 5 जी रेडियो की कमी है। उपयोगकर्ताओं को अपग्रेड करने के लिए मजबूर करने से उपभोक्ता बैकलैश का नेतृत्व हो सकता है, खासकर निचले-आय वाले क्षेत्रों में जहां सीडीएमए उपकरणों को सब्सिडी दी गई थी।
  3. ]Regulatory hurdles: सरकारी एजेंसियों को अक्सर आपातकालीन कॉल और ग्रामीण कवरेज के लिए सार्वभौमिक सेवा दायित्वों को बनाए रखने के लिए वाहक की आवश्यकता होती है। अमेरिका में, एफसीसी ने यह आदेश दिया कि VoLTE को 911 कॉल के लिए CDMA के रूप में विश्वसनीय होना चाहिए।

कुछ वाहकों ने सीडीएमए स्पेक्ट्रम को फिर से शुरू करके "सॉफ्ट सूर्यास्त" अपनाया है - धीरे-धीरे सीडीएमए वाहक को बंद कर दिया और एलटीई या 5G को बैंडविड्थ का पता लगाया। यह दृष्टिकोण विघटन को कम करता है लेकिन संक्रमण समयरेखा को बढ़ाता है।

केस स्टडी: वेरिज़ोन की सीडीएमए रिटायरमेंट

Verizon, सबसे बड़ा US CDMA वाहक, ने 2017 में अपनी योजना को 2019 के अंत तक 3G CDMA को बंद करने की घोषणा की। विलंब ने 31 दिसंबर, 2022 को अंतिम सूर्यास्त को धक्का दिया। वाहक ने अभी भी 3G-only हार्डवेयर का उपयोग करके ग्राहकों को मुफ्त प्रतिस्थापन उपकरण पेश किए, लेकिन कई मेडिकल अलर्ट सिस्टम और बेड़े-ट्रैकिंग उपकरणों को कस्टम फर्मवेयर अपडेट या हार्डवेयर स्वैप की आवश्यकता थी। 2023 तक, Verizon के ट्रैफिक का 1% से कम अभी भी CDMA पर सवार है, जिससे बंद आर्थिक रूप से उचित रूप से उचित है।

यह अनुभव एक व्यापक पाठ को उजागर करता है: एम्बेडेड वायरलेस मॉड्यूल की उम्र 10 साल से अधिक हो सकती है, जबकि नेटवर्क मानक प्रत्येक 8-10 साल में विकसित होते हैं। लंबे समय तक साइकिल उपकरणों पर निर्भर उद्योग को फंसे परिसंपत्तियों से बचने के लिए मॉड्यूलरिटी या बहु मोड समर्थन के लिए डिज़ाइन करना चाहिए।

सीडीएमए की विरासत: भविष्य की प्रौद्योगिकी के लिए सबक

हालांकि सीडीएमए इतिहास में लुप्त होती है, इसके तकनीकी नवाचारों ने एक स्थायी छाप छोड़ी। कोड-डोमेन मल्टीप्लेक्सिंग, सॉफ्ट हैंडओवर और बंद-लूप पावर कंट्रोल जैसे अवधारणाएं आधुनिक OFDM-आधारित सिस्टम के लिए आधारशिला हैं। सीडीएमए से एलटीई तक तेजी से प्रगति भी शांत सबक प्रदान करती है:

  • ]प्रोपिएट्री लॉक-इन खतरनाक है: Qualcomm के IP पोर्टफोलियो सीमित प्रतियोगिता पर CDMA की भारी निर्भरता और गोद लेने को धीमा कर दिया। उद्योग ने ओपन मानकों (3GPP) को मूल्य देने के लिए सीखा जो कई विक्रेताओं को प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देता है।
  • ] पिछड़े संगतता लागत पैसे: वाहक जो CDMA पर निर्मित महंगे बहु मोड उन्नयन का सामना करते थे। 5G जैसी नई तकनीकों को LTE के साथ मिलकर डिजाइन किया गया है, विरासत 2G / 3G नहीं, जो संक्रमण योजना को सरल बनाता है।
  • IoT को दीर्घकालिक समर्थन योजना की आवश्यकता है: 5G's include of NB-IoT and LTE-Cat M1, कम से कम 10 वर्षों के गारंटी सेवा जीवन के साथ कम शक्ति, कम लागत वाली कनेक्टिविटी प्रदान करने के लिए एक जानबूझकर प्रयास दिखाता है- कुछ CDMA कभी वादा नहीं किया।

जैसा कि हम 6G अनुसंधान की ओर बढ़ते हैं, CDMA कहानी हमें याद दिलाती है कि सबसे तकनीकी रूप से सुरुचिपूर्ण समाधान सरल, अधिक खुला विकल्प जो वैश्विक पारिस्थितिकी तंत्र गतिशीलता के साथ बेहतर संरेखित हो सकता है।

निष्कर्ष

कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस एक उल्लेखनीय इंजीनियरिंग उपलब्धि थी जिसने लाखों लोगों के लिए मोबाइल इंटरनेट और वॉयस सेवाओं की पहली लहर को सक्षम बनाया। इसके विस्तार ने आधुनिक दूरसंचार परिदृश्य को आकार देने में मदद की, लेकिन उच्च डेटा गति, कम विलंबता और सर्वव्यापी आईओटी कनेक्शन की मांग ने सीडीएमए अप्रचलित को प्रस्तुत किया है। एलटीई और 5G में संक्रमण अब सबसे विकसित बाजारों में पूरा हो गया है, और सीडीएमए की शेष तैनाती तेजी से गायब हो रही है।

शिक्षकों और छात्रों के लिए वायरलेस नेटवर्क के विकास का अध्ययन करते हुए, सीडीएमए को समझने के बारे में एक मृत प्रौद्योगिकी को संरक्षित नहीं है - यह इस बात का अनुमान लगाने के बारे में है कि प्रत्येक पीढ़ी आखिरी असफलताओं और सफलताओं पर कैसे बन जाती है। वायरलेस का भविष्य सॉफ्टवेयर-परिभाषित, बहु-vendor, ओपन-स्टैंडर्ड नेटवर्कों में से एक है जहां अतीत का कोड विभाजन कल के वर्तनीय आवृत्ति प्रभागों को रास्ता देता है।

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