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विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी

नेटवर्किंग एवं दूरसंचार

कंप्यूटर विज्ञान: नेटवर्किंग, दूरसंचार, कृत्रिम मेधा/मशीन लर्निंग, बिग डेटा, क्लाउड/एज कंप्यूटिंग, इंटरनेट ऑफ थिंग्स, ब्लॉकचेन, डिजिटल मुद्रा, VR/AR, OTT, सोशल मीडिया

पेपर II · इकाई 2 अनुभाग 3 / 12 0 PYQ 31 मिनट

सार्वजनिक अनुभाग पूर्वावलोकन

नेटवर्किंग एवं दूरसंचार

2.1 कंप्यूटर नेटवर्क

भौगोलिक कवरेज के आधार पर नेटवर्क के प्रकार:

प्रकार पूर्ण रूप कवरेज उदाहरण
PAN Personal Area Network ~10 मीटर Bluetooth डिवाइस, smartwatch ↔ फोन
LAN Local Area Network भवन/परिसर कार्यालय कंप्यूटर, Wi-Fi नेटवर्क
MAN Metropolitan Area Network शहर केबल TV नेटवर्क, शहरी Wi-Fi
WAN Wide Area Network देश/वैश्विक Internet (सबसे बड़ा WAN)

नेटवर्क टोपोलॉजी:

  • Bus: उपकरणों की रैखिक श्रृंखला
  • Ring: वृत्ताकार कनेक्शन
  • Star: केंद्र में hub/switch — आज सबसे आम
  • Mesh: प्रत्येक डिवाइस अन्य सभी से जुड़ा
  • Tree: पदानुक्रमिक

आधुनिक नेटवर्क आमतौर पर स्टार टोपोलॉजी का उपयोग करते हैं।

प्रोटोकॉल संचार को नियंत्रित करने वाले नियम हैं। प्रमुख प्रोटोकॉल:

  • TCP/IP: Internet संचार का आधार; TCP विश्वसनीय डिलीवरी सुनिश्चित करता है, IP एड्रेसिंग और रूटिंग संभालता है
  • HTTP/HTTPS: वेब ब्राउज़िंग; HTTPS SSL/TLS एन्क्रिप्शन का उपयोग करता है
  • FTP: फ़ाइल स्थानांतरण
  • SMTP/POP3/IMAP: ईमेल प्रोटोकॉल
  • DNS (Domain Name System): डोमेन नामों (google.com) को IP address में अनुवाद करता है — "Internet की फोन बुक"

IP एड्रेसिंग

IPv4: 32-बिट address (जैसे, 192.168.1.1); लगभग 4.3 अरब विशिष्ट address — 2011 में समाप्त।

IPv6: 128-बिट address (जैसे, 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334); व्यावहारिक रूप से असीमित (3.4 × 10³⁸) — address की कमी हल करता है।

2.2 मोबाइल दूरसंचार पीढ़ियाँ

पीढ़ी वर्ष प्रमुख विशेषता गति तकनीक
1G 1980s केवल वॉइस 2.4 Kbps Analogue
2G 1991 डिजिटल वॉइस + SMS 9.6–384 Kbps GSM, CDMA
3G 2000s मोबाइल Internet 7.2 Mbps तक UMTS, HSPA
4G/LTE 2010s ब्रॉडबैंड मोबाइल Internet 100 Mbps तक (सैद्धांतिक 1 Gbps) LTE Advanced
5G 2019+ अति-तीव्र, कम latency, विशाल IoT सैद्धांतिक 20 Gbps; वास्तविक 100–300 Mbps NR (New Radio), mm-waves

5G की प्रमुख विशेषताएँ

  • अधिकतम गति: 20 Gbps (डाउनलोड)
  • Latency: < 1 मिलीसेकंड (4G: ~30–50 ms) — रियल-टाइम नियंत्रण सक्षम
  • डिवाइस घनत्व: 1 km² में 10 लाख डिवाइस (4G: ~1,00,000)
  • उपयोग मामले: eMBB (Enhanced Mobile Broadband), URLLC (स्वायत्त वाहन/रिमोट सर्जरी के लिए Ultra-Reliable Low-Latency Communication), mMTC (IoT के लिए Massive Machine Type Communication)

भारत में 5G

  • अगस्त 2022 में स्पेक्ट्रम नीलामी (₹1.5 लाख करोड़ — भारत की सबसे बड़ी स्पेक्ट्रम नीलामी)
  • व्यावसायिक शुभारंभ: 13 अक्टूबर 2022 (Airtel — 8 शहर, Jio — 4 शहर)
  • 2024 के अंत तक: 100+ शहर; भारत में 10 करोड़+ 5G सदस्य
  • भारत का 5G midband spectrum (3.3–3.67 GHz, 26 GHz mmWave) का उपयोग करता है
  • 6G शोध जारी: भारत का Bharat 6G Vision दस्तावेज़ मार्च 2023 में जारी; लक्ष्य — भारत 6G पेटेंट में 10% योगदान दे

2.3 Internet आर्किटेक्चर

World Wide Web (WWW): Internet के माध्यम से एक्सेस किए जाने वाले परस्पर जुड़े हाइपरटेक्स्ट दस्तावेज़ों की एक application-layer प्रणाली। Tim Berners-Lee (CERN, 1989) द्वारा आविष्कृत।

वेब पीढ़ियाँ:

  • Web 1.0 (1990s): केवल पढ़ने योग्य; स्थिर HTML पृष्ठ
  • Web 2.0 (2000s–वर्तमान): पढ़ने-लिखने योग्य; उपयोगकर्ता-जनित सामग्री; सोशल मीडिया, ब्लॉग, विकी
  • Web 3.0 (उभरता हुआ): विकेंद्रीकृत; blockchain-आधारित; उपयोगकर्ता-स्वामित्व डेटा; semantic web (AI सामग्री की व्याख्या करता है)

IoT प्रोटोकॉल सीमित उपकरणों और नेटवर्क के लिए:

  • MQTT: IoT सेंसर के लिए हल्की मैसेजिंग
  • CoAP: सीमित उपकरण
  • Zigbee: स्मार्ट होम डिवाइस के लिए शॉर्ट-रेंज वायरलेस
  • LoRaWAN: लंबी दूरी, कम-शक्ति — कृषि और शहरी सेंसर के लिए