सार
हाल के वर्षों में भारत जैसे विकासशील देशों में बुनियादी ढांचे के विकास की गति बहुत अधिक रही है। इस विस्तार के पूरक के रूप में, डिजिटल प्रौद्योगिकियां रेलवे और बैंकिंग जैसे कई क्षेत्रों का समर्थन करने के लिए एक आधारशिला के रूप में उभरी हैं। भारत में, रेलवे बुनियादी ढांचे के विस्तार का उद्देश्य देश की बढ़ती परिवहन और रसद मांगों को पूरा करना है। हालांकि, दुनिया के चौथे सबसे बड़े रेलवे नेटवर्क और तीसरी सबसे बड़ी मेट्रो प्रणाली का प्रबंधन संचालकों के लिए चुनौती पेश करता है। इस स्थिति में, रेल ऑपरेटरों को सुरक्षा, गति, विश्वसनीयता और यात्रियों के आराम के लिए लगातार कड़े मानदंड बनाए रखने चाहिए, भले ही नेटवर्क घनत्व और सेवा की अपेक्षाएं बढ़ जाएं। इन मांगों को पूरा करने के लिए, यह क्षेत्र उत्तरोत्तर स्वचालन, कृत्रिम बुद्धिमत्ता (ए. आई.) और मशीन लर्निंग (एम. एल.) जैसी बुद्धिमान प्रौद्योगिकियों को अपना रहा है, जो सामूहिक रूप से ट्रेन संचालन की दक्षता, सुरक्षा और प्रतिक्रियाशीलता को सुव्यवस्थित करते हैं। हालांकि, इन प्रणालियों को लागू करने के लिए विलंबता को कम करने और उपकरणों के बीच अंत से अंत तक डेटा आदान-प्रदान को बढ़ाने के लिए उन्नत संचार नेटवर्क की आवश्यकता होती है।
5जी प्रौद्योगिकी की तैनाती रेल ऑपरेटरों को वर्तमान और भविष्य की परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अपने संचार बुनियादी ढांचे को उन्नत करने के साधन प्रदान करती है। इसकी उच्च डेटा संचरण दर, एक साथ कनेक्शन के लिए बढ़ी हुई क्षमता, कम विलंबता और बेहतर विश्वसनीयता वास्तविक समय संकेत, निरंतर ट्रेन निगरानी और बड़े पैमाने पर आईओटी संवेदक नेटवर्क जैसे उन्नत अनुप्रयोगों के एकीकरण की सुविधा प्रदान करती है। ये कार्य रेलवे प्रणालियों के भीतर सुरक्षा प्रबंधन, परिचालन दक्षता और संसाधन अनुकूलन का समर्थन करते हैं। भारतीय रेलवे की तुलना में मेट्रो प्रणाली बुनियादी ढांचे में आधुनिक संचार प्रणालियों को लागू करने की प्रक्रिया में काफी आगे रही है, जो मुख्य रूप से पुराने बुनियादी ढांचे पर काम करती है। जी. एस. एम.-आर. सहित पुराने प्लेटफार्मों से भविष्य की रेलवे मोबाइल संचार प्रणाली (एफ. आर. एम. सी. एस.) में परिवर्तन के लिए प्रचालक को ऐसी प्रवासन योजनाएं विकसित करने की आवश्यकता होगी जो 5जी-आधारित सेवाओं को अपनाने की अनुमति देते हुए मौजूदा परिसंपत्तियों के साथ अनुकूलता सुनिश्चित करें।
यह पेपर रेलवे प्रणालियों की परिचालन दक्षता बढ़ाने और यात्री सेवाओं में सुधार में 5जी प्रौद्योगिकी की भूमिका की जांच करता है। यह मौजूदा विरासत संचार और नियंत्रण प्रणालियों में 5जी को एकीकृत करने से जुड़ी तकनीकी और अवसंरचनात्मक चुनौतियों का भी विश्लेषण करता है।
भारतीय रेलवे द्वारा अपनाई गई संचार प्रणालियों का कालक्रम
भारतीय रेलवे दुनिया की सबसे पुरानी रेलवे प्रणालियों में से एक है। यह प्रभावी, विश्वसनीय रेल संचालन के लिए देश की मांग को पूरा करने के लिए समय के साथ हर पहलू में विकसित हुआ है। इसी तरह, दूरसंचार अवसंरचना ने बुनियादी टेलीग्राफ प्रणालियों से लेकर जी. एस. एम.-आर और एल. टी. ई.-आर जैसे उन्नत डिजिटल संचारों तक प्रौद्योगिकी की विभिन्न पीढ़ियों के माध्यम से प्रगति की है।
Get the Daily Metro & Rail Brief
Join 125,000+ metro and rail professionals. Project updates, new tenders and contract awards from across India, in your inbox every day.
- टेलीग्राफ (19वीं शताब्दी के मध्य में): भारतीय रेलवे की स्थापना के तुरंत बाद टेलीग्राफ की शुरुआत की गई थी। इसने वायर्ड लाइनों पर मोर्स कोड का उपयोग किया और ट्रेन के आदेशों को प्रसारित करने और स्टेशनों के बीच संचार की सुविधा के लिए संचार के प्राथमिक साधन के रूप में कार्य किया। इस प्रणाली ने बुनियादी ट्रेन प्रेषण और परिचालन समन्वय का समर्थन किया।
- एनालॉग टेलीफोनी (20वीं शताब्दी की शुरुआत): 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, एनालॉग टेलीफोनी ने भारत में रेलवे संचार प्रणालियों की रीढ़ बनाई। संचार को भौतिक लाइनों के माध्यम से सुगम बनाया गया था जो नियंत्रण केंद्रों और ट्रेन चालक दल के बीच ध्वनि संकेतों को प्रसारित करते थे। आज के मानकों के अनुसार बुनियादी होने के बावजूद, इस तकनीक ने उस समय परिचालन समन्वय के एक विश्वसनीय साधन के रूप में काम किया।
- मोबाइल संचार के लिए वैश्विक प्रणाली-रेलवेः जी. एस. एम.-आर. मानक जी. एस. एम. सेलुलर प्रौद्योगिकी पर आधारित है, और इसे रेलवे की विशिष्ट परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संशोधित किया गया है। यह रेडियो संचार के लिए फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (एफ. डी. एम. ए.) और टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (टी. डी. एम. ए.) तकनीकों दोनों का उपयोग करता है। यह प्रणाली 900 मेगाहर्ट्ज आवृत्ति बैंड में काम करती है, जिसमें अपलिंक आवृत्तियाँ 890-915 मेगाहर्ट्ज और डाउनलिंक आवृत्तियाँ 935-960 मेगाहर्ट्ज तक होती हैं। जीएसएम-आर बहुत उच्च आवृत्ति (वीएचएफ) प्रणालियों के उत्तराधिकारी के रूप में कार्य करता है। यह ट्रेन चालक दल, नियंत्रण केंद्रों और स्टेशनों के बीच आवाज और डेटा संचरण की सुविधा प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, यह यूरोपीय ट्रेन नियंत्रण प्रणाली (ई. टी. सी. एस.) जैसे ट्रेन नियंत्रण प्रणालियों सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए डेटा संचरण का समर्थन करता है।
- दीर्घकालिक विकास (एल. टी. ई.): भारतीय रेलवे जी. एस. एम.-आर. के संभावित उत्तराधिकारी के रूप में एल. टी. ई. को अपना रहा है। एल. टी. ई.-आर. रेलवे संचालन के लिए एक समर्पित अगली पीढ़ी की संचार प्रणाली है। आईआर को अपने मार्गों पर एलटीई सेवाओं के कार्यान्वयन के लिए 700 मेगाहर्ट्ज बैंड में 5 मेगाहर्ट्ज स्पेक्ट्रम आवंटित किया गया था। इसे आवाज और डेटा दोनों के उच्च गति वाले वायरलेस संचरण के लिए इंजीनियर किया गया है। यह ट्रेनों के भीतर, ट्रेनों और जमीनी प्रणालियों के बीच और ट्रेनों के बीच संचार की सुविधा प्रदान करता है। परिचालन कार्यों के अलावा, एलटीई-आर एक एकीकृत नेटवर्क पर यात्री सूचना प्रणाली, सीसीटीवी निगरानी, यातायात प्रबंधन और टिकटिंग सहित कई सेवाओं का समर्थन कर सकता है। यह प्रणाली यूरोपीय ट्रेन नियंत्रण प्रणाली (ई. टी. सी. एस.) जैसी आधुनिक ट्रेन नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के साथ पूरी तरह से संगत है और जी. एस. एम. और यू. एम. टी. एस. जैसे पुराने संचार नेटवर्क के साथ अंतरसंचालनीयता बनाए रखती है। 2024 में, भारत सरकार ने भारतीय रेलवे नेटवर्क के रूट किलोमीटर में एक दीर्घकालिक विकास (एल. टी. ई.) आधारित मोबाइल ट्रेन रेडियो संचार प्रणाली के कार्यान्वयन के लिए एक परियोजना को मंजूरी दी।
- भावी रेलवे मोबाइल संचार प्रणालीः भावी रेलवे मोबाइल संचार प्रणाली (एफ. आर. एम. सी. एस.) एक अगली पीढ़ी की दूरसंचार प्रणाली है। इसे रेल क्षेत्र के विभिन्न हितधारकों के सहयोग से अंतर्राष्ट्रीय रेलवे संघ (यू. आई. सी.) द्वारा विकसित किया गया था। इसका उद्देश्य जी. एस. एम.-आर. और एल. टी. ई. को सफल बनाना है। एफआरएमसीएस 5जी प्रौद्योगिकी पर आधारित है और यह नियमित संचालन और आपातकालीन स्थितियों दोनों के लिए विश्वसनीय, कम विलंबता, मिशन-महत्वपूर्ण संचार प्रदान करता है। यह प्रौद्योगिकी वर्तमान में भारत में योजना के चरण में है क्योंकि इसके कार्यान्वयन के लिए एक व्यापक प्रवास योजना और पर्याप्त पूंजी की आवश्यकता होगी।
परिचालन और संचार मांगों के लिए रेलवे में 5जी की आवश्यकता
भारत में रेल क्षेत्र में यात्रियों की संख्या अधिक है, ढुलाई की आवश्यकता बढ़ रही है और उच्च परिचालन दक्षता की आवश्यकता है। दशकों पहले डिज़ाइन की गई पारंपरिक रेलवे प्रणालियाँ अपनी संरचनात्मक और तकनीकी सीमाओं तक पहुँच रही हैं। आज, रेल नेटवर्क घने हैं, ट्रेनें तेज हैं, और सुरक्षा, समय की पाबंदी और यात्री अनुभव की उम्मीदें पहले की तुलना में कहीं अधिक हैं। इसके अलावा, शहरीकरण ने महानगर रेल गलियारों पर भीड़ को तेज कर दिया है, जबकि राष्ट्रीय गलियारे उच्च गति से बड़ी मात्रा में परिवहन करने का प्रयास कर रहे हैं। इस संदर्भ में, पारंपरिक संकेत, संचार और रखरखाव के तरीके अभी भी पुराने जी. एस. एम.-आर. प्रणालियों पर निर्भर हैं, जो आधुनिक संचालन की जटिलता को प्रबंधित करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। नीचे रेलवे क्षेत्र की कुछ महत्वपूर्ण मांगें दी गई हैं जिन्हें 5जी को अपनाकर पूरा किया जा सकता है।
इसके अतिरिक्त, सरकारी नीतियां और बुनियादी ढांचे का विकास स्वचालन और ऊर्जा दक्षता के क्षेत्रों में बहुत बड़ा स्थान बना रहा है। भारत के समर्पित गलियारे, मुंबई-अहमदाबाद हाई-स्पीड रेल गलियारे और मेट्रो नेटवर्क के तेजी से विस्तार जैसी परियोजनाएं रेल बुनियादी ढांचे के आधुनिकीकरण की दिशा में एक आदर्श बदलाव को उजागर करती हैं। हालाँकि, यदि भारत जापान, चीन या यूरोप के कुछ हिस्सों में वैश्विक रेल प्रणालियों के परिचालन मानकों को प्राप्त करना चाहता है, तो उसे डिजिटल प्रौद्योगिकियों को पूर्ण पैमाने पर अपनाना शुरू करना होगा। 5जी प्रौद्योगिकी केवल मौजूदा प्रणालियों में सुधार नहीं है। यह एक मूलभूत मंच के रूप में कार्य करता है जो स्वायत्त ट्रेनों, स्मार्ट स्टेशनों और पूरी तरह से एकीकृत रेल गतिशीलता नेटवर्क के भविष्य का समर्थन कर सकता है।
5जी को अपनाने के माध्यम से जिन प्रमुख आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है, उनमें शामिल हैंः
- वास्तविक समय में सूचना का आदान-प्रदानः रेल प्रचालक और यात्री दोनों को त्वरित, अधिक विश्वसनीय संचार प्रणालियों की आवश्यकता होती है ताकि तत्काल डेटा संचरण और सूचित निर्णय लेने में सक्षम हो सकें। डेटा का उच्च गति संचरण रेल ऑपरेटरों को गति, ठहराव और मार्ग सहित ट्रेन की गतिविधियों को नियंत्रित करने के लिए सशक्त बनाता है।
- आपातकालीन प्रतिक्रियाः सीमित संचार क्षमताएँ आपात स्थितियों के दौरान रेल ऑपरेटरों की प्रभावी ढंग से प्रतिक्रिया करने की क्षमता में देरी कर सकती हैं, जिससे परिचालन और सुरक्षा जटिलताओं का खतरा बढ़ जाता है। 5जी-सक्षम नेटवर्क का उपयोग तेजी से डेटा संचरण और अधिक विश्वसनीय संपर्क का समर्थन कर सकता है, जो तेजी से समन्वय और प्रतिक्रिया कार्यों को सक्षम कर सकता है।
- परिचालन दक्षताः भारत में रेल प्रणाली अत्यधिक दबाव में काम करती है। बढ़ती मांग को प्रबंधित करने के लिए, ऑपरेटरों को पारंपरिक रूप से या तो ट्रेन की आवृत्ति बढ़ाने या बुनियादी ढांचे के विस्तार में निवेश करने की आवश्यकता होती है, दोनों में उच्च लागत और विस्तारित कार्यान्वयन समय सीमा शामिल होती है। संचार-आधारित ट्रेन नियंत्रण (सीबीटीसी) जैसी उन्नत सिग्नलिंग प्रौद्योगिकियों का समर्थन करके, 5जी अधिक सटीक ट्रेन स्थानीयकरण को सक्षम बनाता है, अग्रिम मार्ग को कम करता है, और भौतिक विस्तार की आवश्यकता के बिना लाइन क्षमता को बढ़ाता है।
- संसाधन आबंटनः विभिन्न परिसंपत्तियों जैसे रोलिंग स्टॉक, स्टेशन सिस्टम और स्वचालित किराया संग्रह (एएफसी) इकाइयों से एकत्र किए गए निरंतर डेटा रेल ऑपरेटरों को यातायात पैटर्न का विश्लेषण करने और संसाधन आवंटन को अनुकूलित करने में सक्षम बनाता है। इसके अतिरिक्त, यह डेटा स्ट्रीम एआई-आधारित ऊर्जा प्रबंधन मॉडल का समर्थन करता है जो कर्षण शक्ति उपयोग को नियंत्रित करता है, पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम को नियंत्रित करता है और स्टेशन-स्तर की ऊर्जा खपत की निगरानी करता है। ऐसी डेटा-संचालित रणनीतियों को लागू करने से परिचालन लागत में कमी आती है और प्रणाली की दक्षता में सुधार होता है।
- प्रेडिक्टिव मेंटेनेंसः अप्रत्यक्ष रूप से, 5जी नेटवर्क प्रेडिक्टिव मेंटेनेंस में मदद करता है। 5जी नेटवर्क के कार्यान्वयन से रोलिंग स्टॉक, ट्रैक इंफ्रास्ट्रक्चर और सहायक प्रणालियों में आईओटी सेंसरों की बड़े पैमाने पर तैनाती की सुविधा मिलती है। ये संवेदक एक साथ काम करते हैं और केंद्रीकृत निगरानी प्लेटफार्मों पर निरंतर स्वास्थ्य डेटा संचारित करते हैं। ए. आई.-आधारित नैदानिक मॉडल घटक क्षरण या दोष के शुरुआती संकेतों का पता लगाने के लिए इस डेटा का विश्लेषण कर सकते हैं, जिससे रखरखाव टीमों को समस्याओं के विफल होने से पहले सुधारात्मक कार्रवाई करने की अनुमति मिलती है। यह दृष्टिकोण अनियोजित डाउनटाइम को कम करता है और परिसंपत्ति की उपलब्धता में सुधार करता है।
स्मार्ट रेलवे को सक्षम बनानाः 5जी अवसंरचना और एकीकरण ढांचा
भारतीय रेलवे पारंपरिक प्रणालियों पर काम कर रहा है। दूसरी ओर, रेलवे में 5जी को लागू करने के लिए उन्नत नेटवर्क अवसंरचना, समर्पित हार्डवेयर और मौजूदा रेलवे प्रणालियों के साथ एकीकरण की आवश्यकता है।
- रेडियो अभिगम और ट्रैकसाइड उपकरणः रेडियो एक्सेस नेटवर्क (आर. ए. एन.): आर. ए. एन. किसी भी मोबाइल नेटवर्क का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। रेलवे के संदर्भ में, इसमें बेस स्टेशन शामिल हैं, जिन्हें 5जी में जी-नोडबी के रूप में जाना जाता है। ये आधार स्टेशन पटरियों के साथ रणनीतिक रूप से स्थापित हैं। ये उच्च क्षमता वाले स्टेशन निरंतर संचार के लिए चलती ट्रेनों और आस-पास के बुनियादी ढांचे से डेटा भेजते और प्राप्त करते हैं। इन स्टेशनों को घने क्षेत्रों और सुरंगों के लिए छोटे कक्षों द्वारा सहारा दिया जाता है।
- विशाल एम. आई. एम. ओ. एंटीना और बीमफॉर्मिंग
- मैसिव एम. आई. एम. ओ. (मल्टीपल इनपुट, मल्टीपल आउटपुट): 5जी प्रणालियों में रेडियो एक्सेस नेटवर्क (आर. ए. एन.) को अक्सर मैसिव एम. आई. एम. ओ. (मल्टीपल इनपुट, मल्टीपल आउटपुट) के साथ जोड़ा जाता है। ये एंटीना तत्वों से लैस हैं जो एक साथ कई डेटा धाराओं को संचारित और प्राप्त करते हैं।
- बीमफॉर्मिंगः यह उन्नत सिग्नल-प्रोसेसिंग तकनीक वायरलेस सिग्नल को सभी दिशाओं में प्रसारित करने के बजाय सीधे ट्रेन की ओर केंद्रित करती है। जब ट्रेनें 300-500 किमी/घंटा की गति से चलती हैं तब भी यह एक उच्च गति, स्थिर कनेक्शन बनाए रखने में मदद करता है।
- ट्रैकसाइड टावर्स और मास्ट्सः संचार को प्रभावी बनाने के लिए, एंटेना और बेस स्टेशनों को ट्रैकसाइड टावरों और खंभों का उपयोग करके जमीन के स्तर से ऊपर उठाने की आवश्यकता है। यह आधार स्टेशन और चलती ट्रेन के बीच दृष्टि की एक स्पष्ट रेखा सुनिश्चित करता है। यह हस्तक्षेप को कम करता है और संकेत की ताकत को बनाए रखता है।
- 5जी कोर नेटवर्क (5जीसी): 5जी कोर नेटवर्क (5जीसी) 5जी प्रणालियों में रीढ़ की हड्डी के रूप में कार्य करता है। 5जीसी नेटवर्क तक पहुँचने वाले उपयोगकर्ताओं और उपकरणों के सुरक्षित प्रमाणीकरण और प्राधिकरण को संभालता है। यह नियंत्रित करता है कि नेटवर्क के माध्यम से डेटा कैसे प्रवाहित होता है। यह ट्रैकसाइड बेस स्टेशनों (जी. एन. ओ. डी. बी.) को विभिन्न सेवाओं से जोड़ता है और प्रमाणीकरण, गतिशीलता और नीति नियंत्रण सहित सभी महत्वपूर्ण कार्यों का प्रबंधन करता है।
- अल्ट्रा-रिलायबल लो-लेटेंसी कम्युनिकेशन (यू. आर. एल. एल. सी.): 5. जी. सी. अत्यंत विश्वसनीय और कम देरी वाले संचार को सक्षम बनाता है, जो स्वचालित ट्रेन संचालन (ए. टी. ओ.), आपातकालीन ब्रेकिंग और वास्तविक समय संकेत जैसे अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है।
- नेटवर्क स्लाइसिंगः 5जी कोर एक साझा भौतिक नेटवर्क पर कई आभासी नेटवर्क (स्लाइस) के निर्माण की अनुमति देता है। प्रत्येक टुकड़ा एक विशिष्ट उपयोग मामले के लिए समर्पित किया जा सकता हैः
- रेलवे संचालन के लिए एक
- यात्री इंटरनेट और इंफोटेनमेंट के लिए एक
- आई. ओ. टी. आधारित परिसंपत्ति निगरानी के लिए एक
- मल्टी-एक्सेस एज कम्प्यूटिंग (एम. ई. सी.): वास्तविक समय में निर्णय लेने की सुविधा और प्रतिक्रिया समय को कम करने के लिए, एम. ई. सी. सर्वरों को रेलवे पटरियों या स्टेशनों के पास तैनात किया जाता है। ये नोड्स डेटा को दूर के बादल में भेजने के बजाय स्थानीय रूप से संसाधित करते हैं। मुख्य रूप से, वे दोषों को तुरंत पहचानने में मदद करते हैं। एम. ई. सी. कम विलंबता और त्वरित डेटा हैंडलिंग की सुविधा प्रदान करता है, जो एम. ए. एच. एस. आर. जैसी उच्च गति वाली रेल परियोजनाओं के लिए महत्वपूर्ण है।
- फाइबर-ऑप्टिक ट्रांसपोर्ट नेटवर्कः जी. एन. ओ. डी. बी., एम. ई. सी. नोड्स और केंद्रीकृत नियंत्रण प्रणालियों सहित सभी तत्व फाइबर-ऑप्टिक के माध्यम से आपस में जुड़े हुए हैं।
- 5जी राउटर और हाई-गेन एंटीनाः डेटा संचारित करने के लिए, ट्रेनें रेडियो एक्सेस नेटवर्क (आरएएन) के साथ निरंतर संपर्क सुनिश्चित करने के लिए रूफ-माउंटेड हाई-गेन एंटीना और बीहड़ 5जी राउटर से लैस हैं।
- आई. ओ. टी. गेटवे और डेटा संग्रहः आई. ओ. टी. गेटवे विभिन्न उप प्रणालियों से वास्तविक समय डेटा एकत्र करने और संचारित करने के लिए ट्रेन के डिब्बों के अंदर स्थापित किए जाते हैं, जिनमें शामिल हैंः
- ब्रेक प्रणाली
- एच. वी. ए. सी. (हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग)
- पहिया और एक्सल संवेदक
सेंसर से एकत्र किए गए डेटा को 5जी प्रणालियों में बहुत कम विलंबता दर पर प्रेषित किया जाता है, जो आपातकालीन स्थिति में प्रतिक्रिया समय को कम करता है।
- समर्पित रेल संचालन के लिए स्पेक्ट्रम आवंटन-भारतीय रेलवे वर्तमान में एक संकर संचार पारिस्थितिकी तंत्र का संचालन करता है, जिसमें ध्वनि संचार के लिए जी. एस. एम.-आर., ऑप्टिकल फाइबर केबल (ओ. एफ. सी.) और डेटा के लिए आई. पी./एम. पी. एल. एस. नेटवर्क शामिल हैं और यह एल. टी. ई.-आर. को अपनाने के शुरुआती चरण में है। परिचालन दक्षता, सुरक्षा और स्वचालन से संबंधित भविष्य की मांगों को पूरा करने के लिए, एल. टी. ई.-आर. और अंततः 5जी.-आर. में परिवर्तन आवश्यक है। वर्तमान में, भारतीय रेलवे के पास 700 मेगाहर्ट्ज बैंड में 5 मेगाहर्ट्ज युग्मित आवृत्ति स्पेक्ट्रम तक पहुंच है। हालांकि, यह आवंटन एलटीई-आर और 5जी-आर की क्षमताओं को पूरी तरह से महसूस करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है, विशेष रूप से उच्च-थ्रूपुट, कम विलंबता वाले अनुप्रयोगों के लिए। प्रवास के दौरान समानांतर संचालन को सक्षम करने और वास्तविक समय ट्रेन नियंत्रण, वीडियो निगरानी और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) एकीकरण जैसी उन्नत सुविधाओं का समर्थन करने के लिए अतिरिक्त स्पेक्ट्रम की आवश्यकता होगी।
- साइबर सुरक्षा उपायः जैसे-जैसे भारतीय रेलवे एलटीई-आर और 5जी-आर जैसी तेज, डिजिटल रूप से एकीकृत प्रणालियों की ओर बढ़ रहा है, साइबर सुरक्षा चिंता का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र बन गया है। ये उन्नत नेटवर्क संकेत, संचालन, टिकटिंग और निगरानी प्रणालियों से संबंधित संवेदनशील डेटा धाराओं को ले जाते हैं। परिचालन सुरक्षा और डेटा अखंडता सुनिश्चित करने के लिए साइबर सुरक्षा ढांचे को लागू करना अनिवार्य हो जाता है।
भारत में भविष्य की रेलवे मोबाइल संचार प्रणाली (एफ. आर. एम. सी. एस.) के कार्यान्वयन में बाधा
स्पेक्ट्रम आवंटन और नियामक बाधाएंः 700 मेगाहर्ट्ज आवृत्ति बैंड को अपने व्यापक कवरेज और मजबूत संकेत प्रवेश विशेषताओं के कारण एलटीई-आर और 5जी-आधारित रेलवे संचार प्रणालियों की तैनाती के लिए इष्टतम माना जाता है।
भारतीय रेलवे को एलटीई सेवाओं को लागू करने के लिए 700 मेगाहर्ट्ज बैंड (703-748 मेगाहर्ट्ज अपलिंक और 758-803 मेगाहर्ट्ज डाउनलिंक, जिसे 3जीपीपी/ईटीएसआई मानकों में बैंड 28 के रूप में भी निर्दिष्ट किया गया है) में 5 मेगाहर्ट्ज (युग्मित) स्पेक्ट्रम आवंटित किया गया है। हालाँकि, यह वास्तविक समय वीडियो निगरानी, ट्रेन नियंत्रण और भविष्य में 5जी-आधारित मिशन-महत्वपूर्ण संचार प्रणालियों जैसे उच्च-बैंडविड्थ अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए पूरी तरह से पर्याप्त नहीं है। नेटवर्क रिडंडेंसी, माइग्रेशन के दौरान समानांतर संचालन और दीर्घकालिक क्षमता को सुविधाजनक बनाने के लिए, भारतीय रेलवे को अतिरिक्त स्पेक्ट्रम की आवश्यकता है, आदर्श रूप से उसी बैंड के भीतर एक और 5 मेगाहर्ट्ज। आगे स्पेक्ट्रम का आवंटन दूरसंचार विभाग (डी. ओ. टी.) और भारतीय दूरसंचार नियामक प्राधिकरण (टी. आर. ए. आई.) के बीच विवाद का विषय बन गया है। भारतीय रेलवे ने अपने दूरसंचार बुनियादी ढांचे के आधुनिकीकरण और सुरक्षा के लिए अतिरिक्त स्पेक्ट्रम का अनुरोध किया है, लेकिन दूरसंचार विभाग ने ट्राई को सूचित किया है कि मौजूदा 5 मेगाहर्ट्ज स्पेक्ट्रम को पूरी तरह से तैनात करने और उपयोग करने के बाद ही आगे के आवंटन पर विचार किया जाएगा।
रेलवे स्पेक्ट्रम आवंटन पर मूल्य निर्धारण विवादः दूरसंचार विभाग (डी. ओ. टी.) और भारतीय दूरसंचार नियामक प्राधिकरण (टी. आर. ए. आई.) के बीच विवाद का एक महत्वपूर्ण बिंदु भारतीय रेलवे को अतिरिक्त स्पेक्ट्रम आवंटित करने के लिए मूल्य निर्धारण मॉडल है। डीओटी नीलामी निर्धारित मूल्य (एडीपी) का उपयोग करने की वकालत करता है, जो 5जी स्पेक्ट्रम नीलामी के दौरान खोजे गए बाजार मूल्यों को दर्शाता है, जबकि ट्राई एक सूत्र-आधारित दृष्टिकोण का उपयोग करने का सुझाव देता है जो तुलनात्मक रूप से कम खर्चीला होगा।
5जी नीलामी के दौरान, 700 मेगाहर्ट्ज बैंड के लिए एडीपी वाणिज्यिक उपयोग के लिए ₹3,927 करोड़ प्रति मेगाहर्ट्ज निर्धारित किया गया था। यदि यह दर लागू की जाती है, तो अतिरिक्त 5 मेगाहर्ट्ज प्राप्त करने से भारतीय रेलवे पर काफी वित्तीय बोझ पड़ेगा। इसके अलावा, भारतीय रेलवे ने 700 मेगाहर्ट्ज बैंड में पहले से आवंटित 5 मेगाहर्ट्ज स्पेक्ट्रम के लिए अभी तक कोई शुल्क का भुगतान नहीं किया है, जिससे समस्या और जटिल हो गई है। डीओटी के अनुसार, इस मॉडल को पहले से आवंटित स्पेक्ट्रम पर लागू किया जाएगा।
साइबर सुरक्षा कमजोरियाँः 5जी की उच्च गति, कम विलंबता और उपकरण संपर्क में वृद्धि का उपयोग जटिल साइबर हमलों के लिए भी किया जा सकता है, यही कारण है कि सिग्नलिंग जानकारी की सुरक्षा, अनधिकृत पहुंच से बचने और आईओटी पर आधारित रेलवे नेटवर्क को सुरक्षित करने के लिए एक व्यापक साइबर सुरक्षा मॉडल आवश्यक है। जैसे-जैसे भारतीय रेलवे एल. टी. ई.-आर. और 5जी.-आर. जैसी संचार प्रणालियों की ओर बढ़ रहा है, वैसे-वैसे रेलवे-विशिष्ट अनुप्रयोगों जैसे स्वचालित ट्रेन सुरक्षा प्रणाली (कवच), संचार-आधारित ट्रेन नियंत्रण (सी. बी. टी. सी.) और डिजिटल टिकट प्रणाली का एकीकरण सुरक्षा उपायों के साथ किया जाना चाहिए। जैसे-जैसे भारतीय रेलवे और मेट्रो प्रणालियां 5जी-सक्षम संचार बुनियादी ढांचे की ओर बढ़ रही हैं, वे अधिक परिष्कृत साइबर खतरों के प्रति संवेदनशील हो जाती हैं। कुछ आम हमलों में शामिल हैंः
- डिस्ट्रिब्यूटेड डिनायल ऑफ सर्विस (डी. डी. ओ. एस.) हमलेः 5जी की उच्च बैंडविड्थ का उपयोग उच्च मात्रा वाले डी. डी. ओ. एस. हमले शुरू करने के लिए किया जा सकता है, जो नेटवर्क के बुनियादी ढांचे पर हावी हो सकते हैं और मिशन-महत्वपूर्ण सेवाओं को बाधित कर सकते हैं।
- कोर नेटवर्क कमजोरियों का दोहनः सॉफ्टवेयर-परिभाषित नेटवर्किंग (एस. डी. एन.) और नेटवर्क फंक्शन वर्चुअलाइजेशन (एन. एफ. वी.) जैसी तकनीकों को अपनाने से लचीलेपन में सुधार होता है लेकिन हमले की सतह भी बढ़ जाती है।
- सिग्नलिंग स्पूफिंगः यह दूसरों के बीच सबसे खतरनाक हमला हो सकता है, क्योंकि हैकर्स सिस्टम में झूठे आदेशों को इंजेक्ट करने के लिए सिग्नलिंग प्रोटोकॉल में हेरफेर कर सकते हैं। रेल संचालन में, इस तरह की स्पूफिंग से ट्रेन की आवाजाही के लिए गलत निर्देश मिल सकते हैं, जो संभावित रूप से ट्रेन की टक्कर का कारण बन सकते हैं।
विरासत प्रणालियों से पलायनः जी. एस. एम.-आर. से एफ. आर. एम. सी. एस. (फ्यूचर रेलवे मोबाइल कम्युनिकेशन सिस्टम) में परिवर्तन, जो 5जी पर आधारित है, में दोहरे संचालन की लंबी अवधि शामिल होगी। इस सह-अस्तित्व के लिए आवश्यक है कि रेलवे संक्रमण के प्रत्येक चरण के लिए एक विस्तृत प्रवास योजना को औपचारिक रूप दे।
- तकनीकी खामियांः एफ. आर. एम. सी. एस. में स्थानांतरण में विभिन्न तकनीकी समस्याएं उत्पन्न होंगी, जिनमें शामिल हैंः
- सह-अस्तित्व और हस्तक्षेपः एफ. आर. एम. सी. एस. और जी. एस. एम.-आर. का एक साथ संचालन संभावित हस्तक्षेप के बारे में चिंता पैदा करता है।
- परिनियोजन मॉडल चयनः 5जी कोर नेटवर्क के लिए सबसे उपयुक्त परिनियोजन मॉडल की पहचान करना अनिवार्य होगा।
- बुनियादी ढांचे की आवश्यकताएँः एफ. आर. एम. सी. एस. को लागू करने के लिए मौजूदा बुनियादी ढांचे के उन्नयन और 5जी-आधारित संचार का समर्थन करने में सक्षम नए उपकरणों की तैनाती की आवश्यकता होगी। परिचालन स्थिरता बनाए रखने के लिए, बुनियादी ढांचे को संक्रमण अवधि के दौरान जी. एस. एम.-आर. और एफ. आर. एम. सी. एस. दोनों का समर्थन करने की आवश्यकता होगी। यह दोहरा-संचालन दृष्टिकोण सेवाओं को बाधित किए बिना क्रमिक प्रवास की अनुमति देता है। अनुक्रम में शामिल हो सकते हैंः
- कार्यबल की आवश्यकताएँः एक कुशल कार्यबल जो पुरानी जी. एस. एम.-आर. प्रणालियों और नई एफ. आर. एम. सी. एस. तकनीक दोनों से परिचित हो, आवश्यक है।
- लागत प्रभावः एफ. आर. एम. सी. एस. में बदलाव में उच्च पूंजीगत व्यय शामिल होगा क्योंकि इसके लिए न केवल बुनियादी ढांचे के उन्नयन और रोलिंग स्टॉक रेट्रोफिटिंग के लिए निवेश की आवश्यकता होगी, बल्कि प्रवासन चरण के दौरान समानांतर रूप से दो प्रणालियों को बनाए रखने के लिए भी निवेश की आवश्यकता होगी।
निष्कर्ष
भारतीय रेल परिवहन उद्योग आधुनिकीकरण की दिशा में एक आदर्श बदलाव का अनुभव कर रहा है। अपने संचालन में सुधार के लिए, रेल परिवहन उद्योग स्वचालन और आधुनिक सुरक्षा प्रणालियों का लाभ उठा रहा है, जो उन्नत संचार प्रणालियों द्वारा समर्थित हैं। रेलवे में 5जी के शुरू होने से कम विलंबता के साथ डेटा संचारित करने की अनुमति देकर उच्च गति के संचालन को सक्षम करने की उम्मीद है, जो वास्तविक समय नियंत्रण और निगरानी के लिए आवश्यक है। जबकि प्रौद्योगिकी अभी भी भारत में विकसित हो रही है, इसका भविष्य में उपयोग परिचालन दक्षता में सुधार कर सकता है और मेट्रो और रेल ऑपरेटरों दोनों के लिए लागत को कम करने में मदद कर सकता है।
हालांकि, 5जी को अपनाना कई तकनीकी और परिचालन संबंधी चुनौतियों के साथ आता है। इनमें मौजूदा बुनियादी ढांचे के उन्नयन की उच्च लागत, अनुकूलता के मुद्दों को संबोधित करना और वर्तमान संचालन को बाधित किए बिना विरासत प्रणालियों से 5जी-आधारित प्रणालियों की ओर बढ़ने के लिए एक विस्तृत प्रवासन योजना विकसित करना शामिल है। इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे सिस्टम अधिक डिजिटल और जुड़े हुए होते जाते हैं, साइबर खतरों का खतरा बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, संकेत प्रणाली में हस्तक्षेप या नियंत्रण आदेशों तक अनधिकृत पहुंच ट्रेन की आवाजाही और सुरक्षा को प्रभावित कर सकती है। नतीजतन, महत्वपूर्ण रेलवे बुनियादी ढांचे की रक्षा के लिए मजबूत साइबर सुरक्षा उपायों को लागू करना आवश्यक होगा क्योंकि यह 5जी में परिवर्तित हो रहा है। जैसा कि भारत रेलवे में 5जी के उपयोग की खोज कर रहा है, यथार्थवादी योजना, क्रमिक कार्यान्वयन और सुरक्षित प्रणालियों के निर्माण पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए जो वर्तमान आवश्यकताओं और भविष्य के विकास दोनों का समर्थन कर सकते हैं।