Multiple Access: Introduction to Multiple Access Protocol in Hindi
Makhanlal Chaturvedi University / BCA / Computer Networks
Multiple Access Protocols in Networking
Multiple Access Protocols in Networking
Multiple Access: Introduction to Multiple Access Protocol in Hindi
किसी भी Computer Network में एक ही माध्यम (Medium) से कई Devices Data भेजना चाहती हैं। यदि सभी Devices बिना नियम के Data भेजेंगी तो Collision होगा और Data corrupt हो सकता है। Multiple Access Protocol ऐसे नियमों का समूह है जो यह तय करता है कि कौन‑सी Device कब और कैसे Medium को Use करेगी, ताकि Conflicts कम हों और Throughput अधिक मिले। इसे ऐसे समझिए जैसे एक Traffic Signal जो चौराहे पर गाड़ियों को क्रम से जाने देता है। अगर Signal न हो तो सभी एक साथ बढ़ेंगी और जाम लगेगा; ठीक इसी तरह Multiple Access Protocol नेटवर्क में अनुशासन बनाता है।
OSI Model में यह नियम Data Link Layer का Part होते हैं और MAC (Media Access Control) Sub‑layer पर Implement किए जाते हैं। इसलिए इन्हें अक्सर MAC Protocols भी कहते हैं। इनका मुख्य उद्देश्य तीन बातों पर Focus करना है:
- Medium का Efficient Utilisation हो।
- Data Collision की संभावना न्यूनतम रहे।
- सभी Devices को Fair Access मिले, कोई भी भूखा न रह जाए।
Channel Sharing: Why Multiple Access is Used in Networks in Hindi
Channel Sharing यानी एक ही Communication Channel को कई Users द्वारा शेयर करना। कारण बिल्कुल स्पष्ट हैं:
- Cost Reduction: हर Device के लिए अलग‑अलग Link बिछाना महँगा और अव्यावहारिक है। एक साझा Channel Hardware लागत घटाता है।
- Scalability: जब Users बढ़ें तो New User को Existing Channel से जोड़ना सरल होता है बजाय नए Physical Medium बिछाने के।
- Spectrum Efficiency (Wireless): Radio Spectrum सीमित है; Multiple Access ही Spectrum को प्रभावी ढंग से बाँटकर अधिक Users को Support करता है।
- Resource Optimisation: सभी Devices एक साथ Data नहीं भेजतीं, इसलिए Idle Time को दूसरे Users के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए Wi‑Fi में सभी Smartphones, Laptops वगैरह एक ही 2.4 GHz या 5 GHz Channel शेयर करते हैं। बिना Multiple Access के या तो Interference बढ़ेगा या Devices को बहुत लंबा Wait करना पड़ेगा।
Types of Multiple Access: FDMA, TDMA, CDMA Overview in Hindi
Multiple Access के तीन सबसे प्रसिद्ध प्रकार हैं: FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access)। नीचे Table के माध्यम से इनका त्वरित Comparison दिया गया है, उसके बाद विस्तार से समझाया गया है।
| Parameter | FDMA | TDMA | CDMA |
|---|---|---|---|
| बंटवारा कैसे? | Frequency Bands | Time Slots | Unique Codes |
| Guard क्या है? | Guard Bands (Hz) | Guard Time (µs) | Pseudo‑Noise Codes |
| Synchronicity Need | Low | High | Moderate |
| Spectral Efficiency | Low‑Medium | Medium | High |
| Complexity | कम | मध्यम | उच्च |
| उदाहरण | Analog 1G Cellular | GSM 2G Cellular | 3G CDMA2000, IS‑95 |
FDMA (Frequency Division Multiple Access) in Hindi
FDMA में उपलब्ध Bandwidth को अलग‑अलग Frequency Bands में Divide किया जाता है। हर User को एक Dedicated Band मिलता है, इसलिए एक User का Signal दूसरे User से Overlap नहीं करता।
- Implementation: Analog Filters या Digital FFT से Bandpass फ्रीक्वेंसियाँ सेट की जाती हैं।
- Advantage: Simple Design; Continuous Transmission, इसलिए Low Latency Voice Calls के लिए उपयुक्त।
- Limitation: Guard Band के कारण Bandwidth Wastage; Dynamic Traffic में Utilisation कम हो सकता है।
TDMA (Time Division Multiple Access) in Hindi
TDMA में पूरा Frequency Channel सभी Users share करते हैं, लेकिन अलग‑अलग Time Slots में Transmit करते हैं। Think of a Classroom जहाँ एक ही Projector है और छात्र निर्धारित Time Window में अपना Presentation चलाते हैं।
- Frame Structure: कई Time Slots का Group मिलता है जिसे Frame कहते हैं; GSM में एक Frame में 8 Time Slots होते हैं।
- Advantage: Frequency Reuse बेहतर; Dynamic Allocation से Idle Slots बचाए जा सकते हैं।
- Limitation: Precise Synchronization जरूरी; ऊँची Data Rate पर Slot Switcher जैम या Jitter बढ़ सकता है।
CDMA (Code Division Multiple Access) in Hindi
CDMA एक Advanced Technique है जिसमें सभी Users पूरा Bandwidth एक साथ Use करते हैं लेकिन Unique Spreading Code के माध्यम से अलग‑अलग पहचाने जाते हैं। यह वही Logic है जैसे एक Party में कई लोग एक साथ बातें कर रहे हों और आप उसी व्यक्ति की आवाज़ सुन लेते हैं जिसकी भाषा या Accent आप पहचानते हैं।
- Spread Spectrum: Narrowband Signal को High‑Rate Pseudo Noise Code से Multiply करके फैलाया जाता है। Receiver वही Code लगाकर Signal को Despread करता है।
- Advantage: Immunity to Interference; High User Capacity; Soft Handoff मोबाइल Networks में Seamless Roaming देता है।
- Limitation: Code Planning complex; Near‑Far Problem के लिए Power Control अनिवार्य।
Multiple Access Applications in Hindi
Multiple Access केवल Cellular Systems तक सीमित नहीं है; यह Satellite Communication, Wi‑Fi, Ethernet, IoT Devices इत्यादि में भी Critical Role निभाता है।
- Cellular Networks: 1G से लेकर 5G तक अलग‑अलग Generation में FDMA, TDMA, CDMA तथा अब OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) का मिश्रण Use होता है।
- Satellite Links: Geostationary Satellites पर Uplink Frequency अलग, Downlink अलग एवं Users के बीच FDMA/TDMA Hybrid अक्सर पाया जाता है।
- Wireless LAN (Wi‑Fi): IEEE 802.11 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) Protocol अपनाता है, जो Contention‑Based Multiple Access का उदाहरण है।
- IoT Sensor Networks: Low‑Power Devices अक्सर TDMA‑based Scheduling या ALOHA Variants (Random Access Protocols) प्रयोग करते हैं ताकि Battery life बढ़े।
- Cable TV & DOCSIS: Upstream‑Downstream दोनों में Channel Sharing हेतु TDMA + FDMA Combination Implement किया जाता है।
इन Applications में सही Multiple Access Scheme चुनने के लिए Bandwidth Availability, User Density, QoS Requirements, Hardware Complexity जैसे Factors का संतुलन ज़रूरी है।
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