कांच के एंटेना से खिड़कियों को 5G बेस स्टेशन में बदला जा रहा है
(spectrum.ieee.org)- जापानी कंपनियां इमारतों की खिड़कियों के अंदर चिपकाए जाने वाले पारदर्शी glass antenna विकसित और तैनात कर रही हैं, ताकि शहर की सुंदरता या इमारतों के बाहरी रूप को बिगाड़े बिना 5G सेवा क्षेत्र को बढ़ाया जा सके
- 5G, 4G की तुलना में उच्च frequency band तक इस्तेमाल करता है, इसलिए एक बेस स्टेशन की service range छोटी हो जाती है, और जापानी telecom कंपनियां installation location की कमी और deployment cost के कारण infrastructure sharing बढ़ा रही हैं
- टोक्यो स्थित telecom कंपनी JTower ने AGC और NTT Docomo की भागीदारी से विकसित glass antenna को पिछले महीने तैनात किया, और पहली installation location टोक्यो के Shinjuku की एक खिड़की थी
- AGC का WAVEANTENNA दो कांच की परतों के बीच transparent conductive material और transparent resin रखने वाली संरचना है, और यह 5G Sub6 band के 3.7~4.5GHz पर optimized है
- window-type antenna बेस स्टेशन installation location और height के विकल्प बढ़ाता है, और AGC ने इसे 5G automotive glass antenna तक लागू किया है, जिससे Las Vegas की on-demand EV rental service Halo.Car जैसे use case भी मिले हैं
खिड़कियों को 5G सेवा क्षेत्र में बदलने वाला पारदर्शी एंटेना
- 5G की तैनाती 2018 या 2019 से शुरू हुई और इसके बाद यह दुनिया भर में करोड़ों उपयोगकर्ताओं तक फैल गई
- यह पिछली पीढ़ी के नेटवर्क की तुलना में कम latency देता है, लेकिन उसी क्षेत्र को कवर करने के लिए अधिक base station की जरूरत होती है
- जापानी कंपनियां साझा किए जा सकने वाले स्थानों पर आसानी से दिखने वाले उपकरण बढ़ाने से बचने के लिए ऐसे पारदर्शी glass antenna विकसित कर रही हैं, जिनसे खिड़कियां कई telecom कंपनियों के साझा base station की तरह काम कर सकें
5G तैनाती इमारतों की खिड़कियों की ओर क्यों देख रही है
- 5G नेटवर्क में 4G की तुलना में उच्च frequency band शामिल हैं
- उच्च frequency इस्तेमाल करने वाले बेस स्टेशन का coverage range छोटा होता है, इसलिए 4G की तुलना में अधिक घनी तैनाती की जरूरत पड़ती है
- जापानी telecom कंपनियां installation location की कमी और 5G deployment cost के कारण mobile infrastructure sharing करती रही हैं
JTower, AGC और NTT Docomo की पहली तैनाती
- टोक्यो स्थित telecom कंपनी JTower ने पिछले महीने नए glass antenna की तैनाती की घोषणा की
- glass manufacturer AGC और mobile carrier NTT Docomo ने इस एंटेना के विकास के कुछ हिस्सों में भाग लिया
- पहला एंटेना टोक्यो के Shinjuku इलाके की एक खिड़की में लगाया गया
- AGC के marketing manager Shota Ochiai ने इसे दुनिया का पहला ऐसा एंटेना बताया, जिसे इमारत की खिड़की के अंदर लगाया जाता है, जो बाहर के हिस्से को सेवा क्षेत्र में बदल देता है और शहर के दृश्य तथा इमारत के बाहरी रूप को बिगाड़े बिना खिड़की को बेस स्टेशन में बदल देता है
पारदर्शी एंटेना की संरचना और काम करने का तरीका
- यह एंटेना transparent conductive material पर आधारित है
- इसकी संरचना में transparent conductive material और laminated automotive windshield में इस्तेमाल होने वाले प्रकार की transparent resin को दो कांच की परतों के बीच रखा जाता है
- AGC के Kentaro Oka के अनुसार, transparent conductive material को एंटेना के रूप में इस्तेमाल करने का विचार पहले नहीं था, और conductive material को कांच के बीच रखने से एंटेना की durability काफी बढ़ गई
- इसे कांच की मोटाई के हिसाब से डिजाइन किया जा सकता है, जिससे खिड़की के आकार के कारण डिवाइस द्वारा absorb और emit किए जाने वाले wireless signal की attenuation और reflection को कम किया जा सकता है
- AGC की proprietary technology, रेडियो तरंगों के खिड़की से गुजरते समय पैदा होने वाली दिशा संबंधी गड़बड़ी को कम करती है
WAVEANTENNA की विशेषताएं और frequency
- AGC के उत्पाद का नाम WAVEANTENNA है, और इसे खिड़की की अंदरूनी सतह पर लगाया जाता है
- cable को छोड़कर यह आसानी से नजर नहीं आता, और आमतौर पर खिड़की के ऊपरी हिस्से या किनारे जैसी दृष्टि से बाहर की जगह पर लगाया जाता है
- WAVEANTENNA 5G Sub6 band के साथ compatible है, जिसका मतलब 6GHz से कम signal है
- Sub6 antenna कम frequency range का इस्तेमाल करते हैं, जो दीवारों और इमारतों जैसी बाधाओं को बेहतर तरीके से पार कर सकती है, इसलिए यह 5G deployment का अहम हिस्सा है
- यह band, अधिक bandwidth देने वाले 5G millimeter-wave क्षेत्र से अलग है
उत्पाद का इतिहास और shared version
- AGC के अनुसार इस उत्पाद का शुरुआती version 2020 में जारी किया गया
- कई mobile network के बीच साझा किए जा सकने वाला version पिछले वर्ष पेश किया गया
- AGC का कहना है कि यह एंटेना 3.7~4.5GHz band के लिए optimized है
- यह band काफी bandwidth देता है, लेकिन आदर्श millimeter-wave 5G deployment जिस स्तर तक पहुंच सकता है, उसके बराबर नहीं है
- millimeter-wave आमतौर पर 10~50GHz bandwidth दे सकता है
installation location विस्तार और automotive उपयोग
- जैसे-जैसे infrastructure sharing telecom कंपनियों के लिए अधिक महत्वपूर्ण होता जा रहा है, glass antenna का उपयोग 5G coverage expansion में किया जा सकता है
- यह डिवाइस न केवल बेस स्टेशन की संभावित installation location बढ़ाता है, बल्कि उपयुक्त installation height चुनना भी आसान बनाता है
- AGC ने 5G glass antenna को automobile में भी लागू किया है, और उसका मानना है कि यह signal drop को कम करने में मदद कर सकता है
- use case में Las Vegas की on-demand EV rental service Halo.Car शामिल है, जो ग्राहकों तक वाहन पहुंचाने के लिए remote driver और high-speed network पर निर्भर करती है
1 टिप्पणियां
Hacker News की रायें
कम दिखाई देने वाले cellular antenna के पक्ष में तो हूं, लेकिन इस मामले में सिर्फ फोटो देखने पर यह transparent या harmless दिखता नहीं है
खुले coaxial cable के बिना connection points को कम दिखाई देने वाला बनाया जा सकता है, खिड़की के ऊपर एक और खिड़की जोड़ने की जरूरत न पड़े, और conductive area को ज्यादा transparent बनाया जा सकता है; लेकिन फिलहाल यह concept proof भर के तौर पर ही उपयोगी लगता है
देखना होगा कि commercial product कैसा निकलता है, और आम तौर पर एक tower पर दर्जनों antennas होते हैं, इसलिए सभी ऐसे दिखें यह संभव नहीं लगता
अगर radiated emissions की वजह से लोगों को 3m के भीतर आने से रोकना पड़े, तो शायद उस खिड़की से बाहर झांकना भी ठीक नहीं होगा
Glass facades में लगभग हमेशा इमारत को विशाल greenhouse बनने से रोकने के लिए Low-E glass इस्तेमाल होता है, और यह glass 5G frequencies को बहुत अच्छे से रोकता है[1]
5G की छोटी radio range के साथ मिलकर, 5G antenna लगाने की जगह ढूंढना काफी मुश्किल हो जाता है
यह product telecom operators को building facade के अंदर antenna लगाने के बाद भी बाहर coverage देने देता है, जिससे 5G mast लगाने की लागत और कठिनाई काफी घटती है
Sensitive equipment को इमारत की सामान्य खाली जगहों में रखा जा सकता है, बड़े और बदसूरत waterproof housing की जरूरत नहीं रहती, और external antenna तक cable ले जाने के लिए इमारत की waterproof sealing में छेद करने की जरूरत भी कम होती है
इसे संभव बनाने के लिए, antenna लगे Low-E window को ही radio-frequency design में शामिल करने लायक काफी tuning करनी पड़ी होगी
Physical antenna का glass होना और आंशिक रूप से transparent होना असल में कम दिलचस्प बात है; संभव है कि glass इसलिए चुना गया हो क्योंकि यह बहुत कठोर होता है, जिससे conductive parts और window के बीच की दूरी स्थिर रखकर सही wireless coupling कराना आसान होता है
[1] https://www.ranplanwireless.com/gb/resources/low-e-glass/
लेकिन हर site को वैसा दिखने की जरूरत नहीं है; यहां मामला किसी building के अंदर या आसपास की कुछ streets की coverage सुधारने वाले small cell जैसा है
Output भी बहुत कम होता है, WiFi base station से बहुत अलग नहीं, इसलिए पास जाने पर इंसान पक नहीं जाएगा
innocuous का मतलब हानिरहित होता है, और inconspicuous का मतलब कम दिखाई देने वाला या ध्यान न खींचने वाला होता है
पीछे सपाट background है और एक-दो lines भी दिख रही हैं, ऐसे में यह बिल्कुल भी ज्यादा उभरकर दिखता नहीं लगता
Feedline arrangement सहित भी यह बहुत premium hidden space के लिए भले न हो, लेकिन ज्यादातर जगहों के लिए काफी ठीक लगता है
शहरों और commercial spaces में उपलब्ध alternatives सोचें तो यह काफी बड़ा improvement है
सबसे ज्यादा जिज्ञासा output level को लेकर है
Accounting team का Joe जब 8 feet दूर हो, तब यह कितना transmit कर सकता है, और यह सामान्य building-mounted या pole-mounted antenna से कैसे अलग है, यह जानना चाहूंगा
यह antenna किस frequency के लिए है, यह भी महत्वपूर्ण है
5G कई bands में चल सकता है, इसलिए जानना चाहूंगा कि यह millimeter-wave equipment है या कोई lower band
मुझे विश्वास है कि possibilities और potential देखने वाले लोग ही दुनिया को आगे बढ़ाते हैं
Buildings के अंदर कई जगहों पर थोड़ा dark glass panel ज्यादा अटपटा नहीं लगता, और यह बड़े, बदसूरत opaque plastic box से कहीं बेहतर है
खासकर अगर architect इसे सही तरह integrate करके design करे, तो 100% transparent न होने पर भी इसे बहुत कम दिखाई देने वाला बनाया जा सकता है
कई buildings में ऐसे glass panels भी होते हैं जो pedestrian movement से दूर होते हैं—जैसे ऊंची windows, ceilings, services areas आदि
क्या स्वयंसेवकों द्वारा अपना कनेक्शन उपलब्ध कराने वाला mesh 5G network बनाकर मोबाइल ऑपरेटरों को हटाना संभव है?
वर्षों में कई कोशिशें हुईं, लेकिन कुछ Meraki की तरह दिशा बदल गईं, या Common Networks की तरह बंद होकर अपनी assets मौजूदा internet providers को बेच दीं
सबसे बड़ी बाधा यह है कि high-performance transmitters को स्थिर रूप से चलाना amateurs के लिए आसान नहीं है, और प्रति transmitter मिलने वाला reward बहुत बड़ा नहीं होता
residential internet provider को उदाहरण के तौर पर ले सकते हैं, लेकिन यही बात cellular networks पर भी उतनी ही लागू होती है
network जितना अधिक “mesh” होगा, revenue उतने अधिक लोगों में बाँटना पड़ेगा, जिससे समस्या और बढ़ती है
साथ ही, internet access में reliability बेहद महत्वपूर्ण होती है
amateurs के लिए high uptime बनाए रखना मुश्किल है, इसलिए अगर decentralized mesh network को वास्तविक internet service देनी है, तो किसी क्षेत्र में बहुत redundancy चाहिए; इससे हर node की income और घट जाती है
आखिरकार, समस्या आते ही nodes को ठीक और optimize करने के लिए घूमने वाली technicians की team चाहिए होती है—असल में यही काम internet providers या mobile operators करते हैं
mesh network में आम तौर पर विचार यह होता है कि property owner node का मालिक हो, लेकिन मौजूदा internet provider model में property owner उस operator को जगह किराए पर देता है जो node का मालिक है
landlords के नज़रिए से अक्सर परिचित दूसरा model ज़्यादा पसंद किया जाता है
dense apartments में WiFi को देखें, क्योंकि band को centrally allocate या manage नहीं किया जाता, इसलिए वह बहुत congested हो जाता है
legal limits के भीतर हर कोई अपनी पसंद के channel और power पर transmit करता है, और यह lawless zone बन जाता है; central management न हो तो बहुत कम लोगों को अच्छा experience मिलता है
5GHz/6GHz WiFi ज़्यादा usable इसलिए है क्योंकि यह पड़ोसियों के signals को स्वाभाविक रूप से कम सुनने देता है
कई 5G deployments में इस्तेमाल होने वाले 700MHz/900MHz/1.2GHz तक नीचे जाने का मतलब WiFi जिस दिशा में इस समस्या को हल करने जा रहा था, उसके उलट जाना है
frequency जितनी कम होगी, noisy neighbors की समस्या उतनी बढ़ेगी
ऊपर से, जब लोग अपने-अपने तरीके से band को saturate कर रहे हों और आप mesh routing पर भी निर्भर हों, तो data transmission की reliability और efficiency काफी घट जाएगी
mobile phones को relay nodes की तरह इस्तेमाल करना battery को जबरदस्त तरीके से drain करेगा, इसलिए यह शुरुआत से ही मुश्किल है; आखिरकार स्वयंसेवकों द्वारा wired base stations खुद लगाने के तरीके पर निर्भर रहना पड़ेगा
volunteer-based LoRaWAN Helium[0] mesh network है, और लगभग 2 साल पहले उसमें 5G भी जोड़ा गया था
लेकिन यह cryptocurrency-based है, और radio equipment व antennas में invest करने वाले volunteers के लिए profitable नहीं लगता। कम-से-कम जहाँ मैं रहता हूँ, वहाँ तो ऐसा ही है
मेरे पड़ोसी ने अब भी balcony में Helium antenna और radio लगाया हुआ है, लेकिन cost के मुकाबले returns ठीक न होने से वह offline है
हालांकि वह 5G से पहले का LoRaWAN hardware है, और मैं किसी ऐसे व्यक्ति को नहीं जानता जो 5G version वास्तव में चला रहा हो
technically idea मुझे पसंद आया था, लेकिन project cryptocurrency token-केंद्रित था और कुल मिलाकर web3 जैसी गंध आती थी, इसलिए मैं इससे दूर रहा
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_Network
पहला, कौन-सी frequency इस्तेमाल होगी, यह समस्या है
2.4GHz या 5GHz इस्तेमाल करेंगे तो WiFi इस्तेमाल करने वाले पड़ोसी नाराज़ होंगे
6GHz band भी है, लेकिन long distance के लिए समस्या है, और 3.5GHz CBRS शायद सबसे अच्छा विकल्प है, पर उसके लिए band allocation और operating organization चाहिए
अच्छे low-frequency, long-range bands mobile operators के पास हैं
दूसरा, home routers की range काफी छोटी होती है, शायद करीब 1 mile
शहर को cover करने के लिए बहुत सारे nodes चाहिए होंगे, और 5G routers भी सस्ते नहीं हैं
इसका मतलब यह भी है कि शहर से बाहर निकलते ही reception नहीं मिलेगा
ज़्यादातर routers indoor use के लिए होते हैं, और सही coverage के लिए उन्हें बाहर poles पर install करना पड़ेगा
तीसरा, 5G में device-to-device direct communication वास्तव में है या नहीं, यह पक्का नहीं है
LTE-Direct था, लेकिन implement नहीं हुआ, और 5G spec में भी D2D है, पर मुझे implementation examples नहीं मिले
2000~2020 के दशक की कई थोड़ी पुरानी cars में भी glass-integrated antenna होता था
idea अपने-आप में solid है
glass के अंदर antenna protected रहता है, इसलिए उसे बहुत पतला और लगभग invisible बनाया जा सकता है, और roof पर shark fin या rod की तुलना में aesthetics बेहतर होते हैं
मुझे लगता है यह engineering choice से ज़्यादा aesthetic choice है
roof पर एक छोटा antenna लगा देने से भी engineering problem काफी हद तक solve हो जाती है
cars में आम तौर पर rear window जैसी जगहों पर कई antennas embedded होते हैं
FM radio जैसी चीज़ों के लिए भी अलग-अलग locations पर 3 या अधिक antennas होते हैं, और receiver उनमें से सबसे अच्छे signal पर switch करता है
एक shark fin पर्याप्त नहीं है
मैं ऐसा version देखना चाहूँगा जो emergency exit sign का काम भी करे
https://www.exitsignwarehouse.com/products/esw-el-r
हमारे देश की नई high-speed rail trains भी चलते समय mobile phone reception बेहतर करने के लिए similar technology इस्तेमाल करती हैं
https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/obb-puts-fi...
यह article windows को active antennas की तरह इस्तेमाल करने के बारे में है
इसके विपरीत, modern trains ने ऐसी transparent windows इस्तेमाल करना शुरू किया है जिनसे बाहर की radio coverage गुजर सके
train windows sunlight blocking के लिए metal-coated होती हैं, और दुर्भाग्य से radio waves को भी साथ में block कर देती हैं
शीर्षक में windows छोटे अक्षरों में था, फिर भी यह समझने में थोड़ा समय लगा कि बात operating system की नहीं, खिड़कियों की हो रही है
इतालवी में file का मतलब कतार होता है, लेकिन कहीं file शब्द दिख जाए तो मैं उसे English IT term “file” ही पढ़ लेता हूँ
हर बार हल्की-सी हँसी आ जाती है
अगर काँच पर हल्की-हल्की ठक-ठक हो, या हवा/तेज़ बारिश लगे, तो क्या signal गड़बड़ा नहीं जाएगा?
लेकिन लेख के मुताबिक यह antenna सिर्फ 5GHz से कम वाले bands में काम करता है, और यह कहीं ज़्यादा समझ में आता है
ज़्यादातर आधुनिक खिड़कियाँ ultraviolet reflection के लिए aluminium coating इस्तेमाल करती हैं, जिसे आम तौर पर Low-E glass कहते हैं
यह coating millimeter-wave frequencies को attenuate करने में बहुत कारगर होती है, इसलिए खिड़की किसी building में antenna लगाने के लिए लगभग सबसे खराब जगह बन जाती है
लेकिन ज़्यादातर लोगों को अपने phone या अन्य devices पर gigabit WiFi की जरूरत नहीं होती, इसलिए फिलहाल असली millimeter-wave 5G मुख्यतः wireless home internet में इस्तेमाल होता दिखता है
क्या यह peptide glass के साथ भी काम करेगा?
“A self-healing multispectral transparent adhesive peptide glass”
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x :
Transducer:
https://en.wikipedia.org/wiki/Transducer
https://news.ycombinator.com/item?id=41442489 :
फोटो caption में लिखा है: “building की खिड़की पर लगे rectangular glass device की indoor photo, device और ceiling के बीच cable जुड़ी हुई है”
लेकिन यह साफ़ तौर पर AI-generated image है
खिड़की में दिख रहे lamp के reflection को देखें तो वह window frame के ऊपर overlap हो रहा है
अब लगता है कि AI-generated images को असली की तरह पेश करना standard बन गया है
Alcan Systems भी 5G glass antennas बनाती है
हालांकि यह company phased array बनाने के लिए LCD display technology का इस्तेमाल करती है, और signal direction को dynamically adjust करती है
https://www.alcansystems.com/