Computer Network और 5G Technology in Hindi: कंप्यूटर नेटवर्क, internet और 5G तकनीक

Quick Answer: Computer Network और 5G Technology in Hindi: Computer network कई computers और डिजिटल उपकरणों का आपस में जुड़ाव है, जिससे data और संसाधन (printer, storage) share होते हैं। भौगोलिक विस्तार के आधार पर यह PAN, LAN, MAN और WAN में बंटा है। internet TCP/IP protocol सूट पर काम करता है, जिसमें IPv4 (32-बिट) और IPv6 (128-बिट) मुख्य एड्रेसिंग System हैं। ऑप्टिकल फाइबर पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) से प्रकाश के रूप में data ले जाता है। 5G मोबाइल तकनीक की पांचवीं पीढ़ी है; ITU के IMT-2020 लक्ष्य हैं: peak speed 20 Gbps, URLLC में 1 मिलीसेकंड latency और प्रति वर्ग किमी 10 लाख devices। भारत में 5G 1 अक्टूबर 2022 को शुरू हुआ।

1. computer network क्या है और इसके प्रमुख प्रकार (Computer Networks)

जब दो या दो से ज्यादा computer अथवा डिजिटल उपकरण आपस में किसी माध्यम (तार या वायरलेस) से जुड़कर जानकारी, data और प्रिंटर या स्टोरेज जैसे संसाधनों को साझा करते हैं, तो उसे computer network कहा जाता है। आधुनिक सूचना और संचार क्रांति की नींव यही network तकनीक है। भौगोलिक दायरे और फैलाव के हिसाब से computer network को मुख्य रूप से चार श्रेणियों में बांटा जाता है:

network के भौतिक या तार्किक जमावट को network टोपोलॉजी (Topology) कहते हैं। इनमें स्टार टोपोलॉजी सबसे लोकप्रिय है, जिसमें सभी computer एक केंद्रीय स्विच या हब से जुड़े होते हैं। मेश टोपोलॉजी (Mesh) में प्रत्येक नोड सीधे हर दूसरे नोड से जुड़ा होता है, जिससे अधिकतम विश्वसनीयता मिलती है मगर लागत बढ़ जाती है।

2. network उपकरण और OSI बनाम TCP/IP मॉडल (Network Devices & Architecture)

network में data के सुगम प्रवाह के लिए विभिन्न हार्डवेयर उपकरण काम करते हैं:

• मॉडेम (Modem): यह मॉड्युलेटर-डिमॉड्युलेटर का संक्षिप्त रूप है। यह एनालॉग सिग्नल को डिजिटल में और डिजिटल को एनालॉग में बदलता है।
• हब (Hub): यह एक गैर-बुद्धिमान उपकरण है जो आने वाले सिग्नल को सभी पोर्ट्स पर ब्रॉडकास्ट कर देता है।
• स्विच (Switch): यह बुद्धिमान उपकरण है जो data packet में लिखे MAC एड्रेस को पढ़कर उसे सिर्फ गंतव्य नोड तक ही भेजता है।
• Router: यह अलग-अलग networks को जोड़ता है और IP एड्रेस के आधार पर packet के लिए सबसे अच्छा रास्ता (Routing) तय करता है।
• गेटवे (Gateway): यह दो अलग-अलग protocol वाले networks के बीच अनुवादक का काम करता है।

network संचार को मानकीकृत करने के लिए दो प्रमुख मॉडल उपयोग किए जाते हैं:

3. internet protocol: IPv4 बनाम IPv6 और DNS

internet पर जुड़े हर computer और server की पहचान एक विशिष्ट संख्यात्मक पते से होती है जिसे IP Address कहा जाता है।

• IPv4 (internet protocol संस्करण 4): यह 32-बिट का एड्रेस होता है जिसे दशमलव के चार भागों (Octets) में लिखा जाता है, जैसे 192.168.1.1। इसके तहत कुल लगभग 4.3 अरब (2^32) पते संभव थे, जो वैश्विक internet विस्तार के कारण समाप्त हो गए।
• IPv6 (internet protocol संस्करण 6): इस कमी को दूर करने के लिए 128-बिट का IPv6 लाया गया। इसे हेक्साडेसिमल के 8 ब्लॉकों में कोलन (:) के जरिए अलग करके लिखा जाता है। इसमें लगभग 3.4 x 10^38 पते उपलब्ध हैं, जो आने वाले कई दशकों तक पर्याप्त हैं।
• DNS (डोमेन नेम System): इंसान अंकों वाले IP एड्रेस याद नहीं रख सकते। DNS एक तरह की internet फोनबुक है जो इंसानों के पढ़ने लायक नाम (जैसे rpsc.rajasthan.gov.in) को मशीनी IP एड्रेस में बदलती है।

4. ऑप्टिकल फाइबर और भारतनेट परियोजना (Optical Fiber & BharatNet)

data संप्रेषण के तारों में तांबे के तार के स्थान पर आज ऑप्टिकल फाइबर केबल (OFC) का वर्चस्व है। यह कांच या प्लास्टिक के बहुत बारीक रेशे होते हैं। यह पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection - TIR) के भौतिक नियम पर काम करता है। इसमें कोर (भीतरी भाग) का अपवर्तनांक क्लैडिंग (बाहरी परत) से अधिक रखा जाता है, जिससे प्रकाश किरणें अंदर ही बार-बार परावर्तित होकर बहुत कम loss के साथ लंबी दूरी तय करती हैं। इस पर विद्युत चुम्बकीय व्यवधान (EMI) का असर नहीं पड़ता।

भारत सरकार की भारतनेट परियोजना (BharatNet) (2011 में NOFN नाम से शुरू) के तहत ग्राम पंचायतों को ऑप्टिकल फाइबर broadband से जोड़ा जा रहा है। अगस्त 2023 में केंद्र ने Amended BharatNet Programme (करीब ₹1,39,579 करोड़) मंजूर किया, जिसमें करीब 2.64 लाख ग्राम पंचायतों तक ring topology में fiber पहुंचाना है; पूरा करने का लक्ष्य मार्च 2027 है। संसद में दिए गए जवाब के अनुसार 2.18 लाख से ज्यादा ग्राम पंचायतें 'service ready' हो चुकी हैं। राजस्थान में ई-मित्र जैसी ग्रामीण digital सेवाओं के लिए यह backbone का काम करता है। Network की layers detail में OSI Model, addressing के लिए IPv4 और IPv6 और जुड़ाव के ढांचे के लिए Network Topology पढ़ें।

5. 5G तकनीक: वास्तुकला, विशेषताएं और इस्तेमाल (5G Technology in India)

5G वायरलेस सेलुलर तकनीक की पांचवीं पीढ़ी है। भारत में 1 अक्टूबर 2022 को इंडिया मोबाइल कांग्रेस में प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने इसका औपचारिक शुभारंभ किया था। ITU के IMT-2020 मानकों पर आधारित 5G तकनीक के तीन मुख्य उपयोग पिलर हैं:

1. eMBB (Enhanced Mobile Broadband): बहुत तेज download speed (ITU का peak लक्ष्य 20 Gbps; असल में मोबाइल पर आमतौर पर सैकड़ों Mbps से कुछ Gbps), जिससे 4K/8K वीडियो और VR आसान बनते हैं।
2. URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication): इसमें ITU का लक्ष्य latency को 1 मिलीसेकंड तक लाना है (eMBB के लिए 4 ms; 4G में आमतौर पर दसियों मिलीसेकंड)। यह driverless cars, remote सर्जरी और स्मार्ट पावर ग्रिड जैसे कामों के लिए जरूरी है।
3. mMTC (Massive Machine-Type Communications): प्रति वर्ग किलोमीटर में 10 लाख से अधिक IoT सेंसर्स और स्मार्ट मीटरों को एक साथ network से जोड़ सकता है।

5G में network स्लाइसिंग (Network Slicing) एक क्रांतिकारी खूबी है, जिसके जरिए एक ही भौतिक network को कई स्वतंत्र आभासी networks में विभाजित किया जा सकता है—जैसे आपातकालीन एम्बुलेंस सेवा के लिए अलग अल्ट्रा-फास्ट स्लाइस और सामान्य मनोरंजन के लिए अलग स्लाइस।

महत्वपूर्ण तथ्य (Quick Revision Facts)

• भारत में पहली बार 5G का आधिकारिक व्यावसायिक शुभारंभ 1 अक्टूबर 2022 को इंडिया मोबाइल कांग्रेस में किया गया था।
• ऑप्टिकल फाइबर केबल पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection) के सिद्धांत पर कार्य करती है।
• IPv4 32-बिट का एड्रेस स्पेस है जबकि IPv6 में 128-बिट का एड्रेस स्पेस होता है।
• 5G (IMT-2020) के ITU लक्ष्य: peak 20 Gbps, URLLC latency 1 ms, mMTC में 10 लाख devices प्रति वर्ग किमी।
• स्वदेशी 5G Test Bed: IIT मद्रास के नेतृत्व में 8 संस्थानों ने बनाया, DoT की ₹224 करोड़ की funding; PM ने 17 मई 2022 को देश को समर्पित किया।

RAS Prelims MCQ

1. computer network में इस्तेमाल होने वाले 'ऑप्टिकल फाइबर' नीचे दिए गए में से किस सिद्धांत पर कार्य करता है?
   A) प्रकाश का प्रकीर्णन
   B) प्रकाश का विवर्तन
   C) पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
   D) प्रकाश का अपवर्तन
   उत्तर: C) पूर्ण आंतरिक परावर्तन (Total Internal Reflection)
   कारण: ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश सिग्नल कोर और क्लैडिंग के बीच पूर्ण आंतरिक परावर्तन के जरिए न्यूनतम ऊर्जा क्षय के साथ गति करते हैं।
2. IPv4 पते का आकार (Size) कितने बिट्स का होता है?
   A) 16 बिट्स
   B) 32 बिट्स
   C) 64 बिट्स
   D) 128 बिट्स
   उत्तर: B) 32 बिट्स
   कारण: IPv4 एड्रेस 32-बिट का होता है जिसे चार डेसिमल ऑक्टेट्स में लिखा जाता है, जबकि IPv6 128-बिट का होता है।
3. वह network उपकरण जो अलग-अलग networks को जोड़ता है और IP एड्रेस के आधार पर data packet के लिए सबसे अच्छा रास्ता तय करता है, कहलाता है:
   A) हब (Hub)
   B) रिपीटर (Repeater)
   C) Router
   D) ब्रिज (Bridge)
   उत्तर: C) Router
   कारण: Router network layer (Layer 3) पर काम करता है और routing table के आधार पर packets को आगे भेजता है।
4. 5G तकनीक में network लेटेंसी का मानक स्तर लगभग कितना प्राप्त किया जा सकता है?
   A) 50 मिलीसेकंड
   B) 20 मिलीसेकंड
   C) 1 मिलीसेकंड
   D) 100 मिलीसेकंड
   उत्तर: C) 1 मिलीसेकंड
   कारण: ITU के IMT-2020 मानक में URLLC के लिए 1 मिलीसेकंड latency का लक्ष्य है, जो driverless वाहनों जैसे कामों के लिए जरूरी है।
5. भारत में व्यावसायिक स्तर पर 5G सेवाओं का आधिकारिक शुभारंभ किस तिथि को किया गया था?
   A) 15 अगस्त 2021
   B) 1 अक्टूबर 2022
   C) 26 जनवरी 2023
   D) 15 अगस्त 2023
   उत्तर: B) 1 अक्टूबर 2022
   कारण: प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने 1 अक्टूबर 2022 को प्रगति मैदान, नई दिल्ली में 6th इंडिया मोबाइल कांग्रेस में 5G सेवाएं शुरू कीं।
6. OSI (Open Systems Interconnection) संदर्भ मॉडल में कुल कितनी परतें (Layers) होती हैं?
   A) 4
   B) 5
   C) 6
   D) 7
   उत्तर: D) 7
   कारण: OSI मॉडल में 7 परतें होती हैं: फिजिकल, data लिंक, network, ट्रांसपोर्ट, सेशन, प्रेजेंटेशन और एप्लीकेशन लेयर।
7. internet पर किसी डोमेन नाम (जैसे www.google.com) को संख्यात्मक IP पते में अनुवादित करने वाली सेवा है:
   A) DHCP
   B) DNS
   C) FTP
   D) SMTP
   उत्तर: B) DNS
   कारण: Domain Name System (DNS) अल्फान्यूमेरिक डोमेन नामों को मशीन के समझने लायक IP एड्रेस में मैप करता है।
8. 5G तकनीक की उस खूबी को क्या कहते हैं जिसमें एक ही भौतिक बुनियादी ढांचे को विभिन्न विशिष्ट उपयोगों के लिए कई वर्चुअल networks में विभाजित किया जाता है?
   A) network स्लाइसिंग (Network Slicing)
   B) network स्विचिंग
   C) packet शेड्यूलिंग
   D) स्पेक्ट्रम शेयरिंग
   उत्तर: A) network स्लाइसिंग (Network Slicing)
   कारण: network slicing के जरिए 5G में एक ही network ढांचे पर अलग-अलग सेवा स्तर की गारंटी (SLA) वाली वर्चुअल लेन बनाई जा सकती हैं।
9. देश की सभी ग्राम पंचायतों को उच्च गति ब्रॉडबैंड कनेक्टिविटी से जोड़ने वाली भारत सरकार की प्रमुख परियोजना कौन सी है?
   A) डिजिटल डाक
   B) भारतनेट परियोजना (BharatNet)
   C) स्वान (SWAN)
   D) ई-क्रांति
   उत्तर: B) भारतनेट परियोजना (BharatNet)
   कारण: भारतनेट (पहले NOFN) का लक्ष्य ग्राम पंचायतों को ऑप्टिकल फाइबर broadband से जोड़ना है; Amended BharatNet (2023) में करीब 2.64 लाख ग्राम पंचायतें शामिल हैं।
10. नीचे दिए गए में से कौन सा protocol कनेक्शन-ओरिएंटेड और data packet पहुंचने की पूर्ण विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है?
    A) UDP
    B) IP
    C) TCP
    D) ICMP
    उत्तर: C) TCP
    कारण: TCP three-way handshake से connection बनाता है और acknowledgment व दोबारा भेजने (retransmission) से भरोसेमंद delivery देता है।

RAS Mains Questions

Exam के लिए Important Questions नीचे दिए गए हैं:

Short Questions (2–3 marks)

1. TCP और UDP में मुख्य अंतर स्पष्ट कीजिए। (20 शब्द)
   उत्तर: TCP कनेक्शन-ओरिएंटेड और data प्राप्ति की गारंटी देने वाला विश्वसनीय protocol है, जबकि UDP कनेक्शन-लेस, बिना पावती वाला तेज protocol है जो लाइव स्ट्रीमिंग में काम आता है।
2. भारत में 5G टेस्टबेड का विकास किस संस्थान के नेतृत्व में किया गया? (20 शब्द)
   उत्तर: DoT की funding (₹224 करोड़) से IIT मद्रास के नेतृत्व में 8 संस्थानों (IIT मद्रास, दिल्ली, हैदराबाद, बॉम्बे, कानपुर, IISc बेंगलुरु, SAMEER, CEWiT) ने स्वदेशी 5G Test Bed बनाया; 17 मई 2022 को देश को समर्पित।
3. LAN और WAN में भौगोलिक आधार पर अंतर लिखिए। (20 शब्द)
   उत्तर: LAN किसी एक इमारत, स्कूल या परिसर (1-2 किमी) के दायरे में रहता है, जबकि WAN पूरे देश अथवा वैश्विक स्तर पर फैला विस्तृत network है।
4. MAC एड्रेस और IP एड्रेस में क्या अंतर है? (20 शब्द)
   उत्तर: MAC एड्रेस network कार्ड (NIC) का स्थाई 48-बिट भौतिक पता होता है, जबकि IP एड्रेस network से जुड़ने पर मिलने वाला तार्किक पता है।
5. 5G स्पेक्ट्रम में 'mmWave' क्या है? (20 शब्द)
   उत्तर: 24 GHz से ऊपर की ऊंची frequency वाली तरंगें (भारत में 26 GHz band नीलाम हुआ), जो Gbps स्तर की speed देती हैं लेकिन इनका दायरा छोटा होता है और ये दीवारों से आसानी से रुक जाती हैं।

Long Questions (5–10 marks)

1. ऑप्टिकल फाइबर संचार System के structure, कार्यपद्धति और पारंपरिक तांबे के तारों की तुलना में इसके लाभों का गहराई से वर्णन कीजिए। (100 शब्द)
   उत्तर: ऑप्टिकल फाइबर कांच (सिलिका) का बहुत पतला रेशा होता है जिसमें मुख्य रूप से दो परतें होती हैं—भीतरी कोर (उच्च अपवर्तनांक) और बाहरी क्लैडिंग (निम्न अपवर्तनांक)। जब प्रकाश किरण क्रांतिक कोण से अधिक कोण पर कोर में प्रवेश करती है, तो पूर्ण आंतरिक परावर्तन (TIR) के कारण प्रकाश लगातार अंदर ही परावर्तित होकर आगे बढ़ता है। तांबे के तार की तुलना में इसके लाभ: 1. इसमें बैंडविड्थ अत्यधिक अधिक होती है जिससे गीगाबिट गति से data ट्रांसफर संभव है। 2. यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) से पूरी तरह मुक्त रहता है। 3. लंबी दूरी पर signal loss (Attenuation) तांबे से बहुत कम होता है। 4. इसका वजन कम होता है और इसे चुपचाप tap करना तांबे के तार से कहीं मुश्किल है।
2. 5G तकनीक की प्रमुख तकनीकी खास बातें बताइए और भारतीय अर्थव्यवस्था, कृषि, स्वास्थ्य और स्मार्ट शासन में इसके संभावित प्रभावों की समीक्षा कीजिए। (100 शब्द)
   उत्तर: 5G के ITU लक्ष्य हैं: peak 20 Gbps speed, 1 मिलीसेकंड latency और प्रति वर्ग किमी 10 लाख devices। भारतीय अर्थव्यवस्था में इसका प्रभाव बहुआयामी है: 1. स्वास्थ्य: ग्रामीण क्षेत्रों में टेली-मेडिसिन, रिमोट रोबोटिक सर्जरी और त्वरित डायग्नोस्टिक सेवाएं संभव हुई हैं। 2. कृषि: IoT आधारित स्मार्ट सिंचाई, ड्रोन के जरिए कीटनाशक छिड़काव और मृदा स्वास्थ्य की रियल-टाइम निगरानी। 3. स्मार्ट शासन: ट्रैफिक प्रबंधन, त्वरित आपदा चेतावनी, स्मार्ट ग्रिड और सुरक्षित सार्वजनिक निगरानी। 4. उद्योग 4.0: विनिर्माण संयंत्रों में पूर्ण स्वचालन और वेयरहाउस रोबोटिक्स। इस प्रकार 5G भारत को डिजिटल अर्थव्यवस्था बनाने में प्रेरक का कार्य कर रहा है।

FAQs

प्रश्न: 4G और 5G में सबसे बड़ा अंतर क्या है?
उत्तर: 5G में speed कई गुना ज्यादा (ITU peak लक्ष्य 20 Gbps), latency बहुत कम (URLLC में 1 ms का लक्ष्य) और एक साथ कहीं ज्यादा devices जुड़ सकते हैं, जिससे IoT और remote control वाले काम आसान होते हैं।

प्रश्न: वाई-फाई (Wi-Fi) का तकनीकी मानक क्या है?
उत्तर: वाई-फाई का अंतरराष्ट्रीय तकनीकी मानक IEEE 802.11 है।

प्रश्न: क्या ऑप्टिकल फाइबर में data चोरी या टैपिंग आसान है?
उत्तर: तांबे के तार की तुलना में काफी मुश्किल है, क्योंकि इसमें बिजली का signal नहीं, प्रकाश चलता है और बाहर कोई electromagnetic field नहीं निकलती। फिर भी fiber को मोड़कर (bending) tap करना संभव है, इसलिए पूरी तरह सुरक्षित नहीं; encryption जरूरी है।

प्रश्न: Standalone (SA) और Non-Standalone (NSA) 5G में क्या फर्क है?
उत्तर: NSA 5G मौजूदा 4G इंफ्रास्ट्रक्चर पर काम करता है, जबकि SA 5G के लिए पूरी तरह से नया और स्वतंत्र 5G कोर network स्थापित किया जाता है।

प्रश्न: MAC एड्रेस कितने बिट का होता है?
उत्तर: MAC एड्रेस 48-बिट (6 बाइट्स) का होता है जिसे हेक्साडेसिमल प्रारूप में लिखा जाता है।

परीक्षा के लिए याद रखें

• भारत में 5G: 1 अक्टूबर 2022, 6th India Mobile Congress, प्रगति मैदान (नई दिल्ली)।
• 5G (ITU IMT-2020) के 3 उपयोग: eMBB, URLLC, mMTC; latency लक्ष्य 1 ms, 10 लाख devices/वर्ग किमी।
• IPv4 = 32 bit (करीब 4.3 अरब पते); IPv6 = 128 bit; MAC address = 48 bit।
• OSI model = 7 layers (ISO); TCP/IP model = 4 layers (अमेरिकी DoD/DARPA)।
• ऑप्टिकल फाइबर का सिद्धांत: पूर्ण आंतरिक परावर्तन; कोर का अपवर्तनांक क्लैडिंग से ज्यादा।
• Router = Layer 3 (IP address); Switch = Layer 2 (MAC address); DNS = नाम को IP में बदलता है।
• Amended BharatNet (अगस्त 2023): करीब ₹1.39 लाख करोड़, करीब 2.64 लाख ग्राम पंचायतें, लक्ष्य मार्च 2027।