All about 3G

3G સ્પેક્ટ્રમ શું છે?
લેખકઃ ડૉ.પરેશ વૈદ્ય
(ડૉ. પરેશ વૈદ્ય ભાભા પરમાણુ સંશોધન કેન્દ્ર (BARC)માં ૩૭ વર્ષ સેવા આપીને ઉચ્ચ પદેથી નિવ્રુત્ત થયા છે. પરેશ માત્ર વૈજ્ઞાનિક નથી, વિજ્ઞાન લેખક પણ છે. એમની સરળ અને લોકભોગ્ય ભાષામાં લખાયેલી પુસ્તિકાઓ ‘પરિચય પ્રકાશન ટ્રસ્ટ’ દ્વારા પ્રકાશિત થઈ છે. તે ઉપરાંત, જન્મભૂમિ પ્રવાસી અને બીજાં છાપાં-સામયિકોમાં નિયમિત લખતા રહ્યા છે. દર રવિવારે મુંબઈથી પ્રકાશિત થતા ગુજરાતી મિડ-ડેમાં પણ એમની વિજ્ઞાન વિશેની નિયમિત કૉલમ ‘સાયન્સ પ્લીઝ’ પ્રકાશિત થાય છે. ‘સોસાયટી ફોર ક્લીન એન્વાયરનમેન્ટ’ (SOCLEEN)ના પણ એ સ્થાપક સભ્ય હતા. એમણે વિજ્ઞાનના પ્રચાર માટે સાથી વૈજ્ઞાનિકોનું જૂથ બનાવીને સાબરમતી આશ્રમથી દાંડી સુધીની ‘વિજ્ઞાન-દાંડીયાત્રા’ પણ યોજી હતી.

એમનો આ લેખ નવેમ્બર ૨૦૧૦ના ‘નવનીત-સમર્પણ’માં છપાયો હતો તે અહીં થોડો ટુંકાવીને રજૂ કર્યો છે. આ લેખ માટે માત્ર પરવાનગી જ નહીં, સહકાર આપવા માટે એમનો આભાર માનવાનું કેમ ભુલાય? નવનીત-સમર્પણનો પણ આ સાથે આભાર માનું છું. તો, એમનો લેખ અહીં રજૂ કરૂં છું.

(વાંચવાનું શરૂ કરો તે પહેલાં એક ખાનગી વાત પણ કહી દઉં. હું અને પરેશ પ્રી-સાયન્સના વર્ષમાં સાથે હતા. પરંતુ, જે થવાનું હતું તે થયું. હું નાપાસ થઈને ધોએલા મૂળા જેમ આર્ટ્સમાં ચાલ્યો ગયો અને પરેશ આગળ ગયા. પણ, સાયન્સ ઉપરાંત સામાજિક, રાજકીય અને દાર્શનિક વાતોમાં ભેગા થઈને અથવા સામસામે માથાં મારવાની અમારી ટેવ આજે ૩૮ વર્ષે પણ ટકી રહી છે). .
xxxxxx
3G સ્પેક્ટ્રમ શું છે?

થોડા સમય પહેલાં સરકારે 3G સ્પેક્ટ્રમનું વેચાણ કર્યું અને અક્લ્પનીય રકમ એકઠી કરી. સરકારનો અંદાજ ૩૫૦૦૦ કરોડનો હતો પરંતુ લીલામ કરતાં ૬૮,૦૦૦ કરોડ મળ્યા. આ ગંજાવર રકમ કમાવા માટે સરકારે એક પૈસાનું પણ મૂડીરોકાણ કરવાનું નહોતું.. આ માત્ર લાયસન્સ ફી છે. કુદરતે આપેલી આ ભેટ ‘સ્પેક્ટ્રમ’ શું છે તે સમજવાની સ્વાભાવિક રીતે જ ઇચ્છા રહે.

સ્પેક્ટ્રમ માટે ગુજરાતી શબ્દ છે, વર્ણપટ. સૂર્યના પ્રકાશને બિલોરી કાચમાંથી પસાર કરીએ તો દીવાલ પર મેઘધનુષ જેવા સાત રંગના પટ્ટા પડે છે. એ છે સૂર્યના પ્રકાશનો વર્ણપટ. એમાં એક છેડે જાંબલી રંગ અને બીજે છેડે લાલ રંગ કેમ હોય છે? બન્ને પ્રકાશનાં જ કિરણો છે પણ એમની તરંગ લંબાઈ જુદી જુદી છે. તરંગના એક ટેકરાથી બીજા ટેકરા વચ્ચેના અંતરને તરંગ લંબાઈ કહે છે. તરંગ લંબાઈ બદલે તો રંગ પણ બદલે. આ મોજાં એટલાં સૂક્ષ્મ હોય છે કે લંબાઈ એક મિલીમીટરના દસ હજારમા ભાગની જ હોય છે. લાલ રંગની તરંગ લંબાઈ ૦.૦૦૦૬૬ મિ. મી. અને જાંબલી રંગની તરંગ લંબાઈ ૦.૦૦૦૪૨ હોય છે. આપણી આંખ આ તરંગ લંબાઈના ફેરફાર પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે, એટલે આપ્ણે જુદા જુદા રંગ જોઈ શકીએ છીએ.

પરંતુ સૂર્યપ્રકાશનો વર્ણપટ તો ઇલેક્ટ્રો-મૅગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ તરીકે ઓળખાતા એક વિશાળ વર્ણપટનો નાનો હિસ્સો માત્ર છે. તેમાં એક્સ-રે, ગરમીનાં મોજાં, માઇક્રોવેવ, રેડિયો તરંગો વગેરે બધું આવી જાય. સૂર્યપ્રકાશથી બનતાં મોજાંને આપણી આંખ જોઈ શકે છે એટલે એને દૃ્શ્ય પ્રકાશ કહે છે. ગરમીને ચામડી ઓળખે છે. તે સિવાય બાકીનાં મોજાંને આપણી કોઈ ઇન્દ્રીય જાણી શકતી નથી, એટલે જ એમની હાજરીની માણસને બહુ મોડેથી જાણ થઈ. કુદરતની અનેક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન આ વર્ણપટના જુદા જુદા હિસ્સામાં મોજાં પેદા થતાં રહે છે. મુખ્યત્વે એ અવકાશમાંથી જ આવે છે.અથડાતી નિહારિકાઓ, ફરતા ન્યૂટ્રોન તારા, બીજા તારાને ઓગાળતા શ્યામ ગર્ત (Black Holes), સ્ફોટ થતા તારા – એ બધાં વિવિધ કિરણોનું ઉત્સર્જન કરે છે. મિલીમીટરના લાખમા ભાગથી માંડીને સેંકડો મીટર સુધીની લંબાઈવાળાં વીજચુંબકીય મોજાંઓ આપણી ચોગરદમ પ્રસરેલાં છે. આ મોજાંઓને ક્યારેક તરંગલંબાઈને બદલે ‘આવૃત્તિ’ (ફ્રિક્વન્સી) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આવૃત્તિ એટલે ‘વારંવારતા’. એક સેકંડમાં કેટલાં મોજાં આવે તે સંખ્યા એટલે આવૄત્તિ. આથી જેમ તરંગલંબાઈ સૂક્ષ્મ, તેમ આવૃત્તિ (ફ્રિક્વન્સી) વધારે.
.
રેડિયો વર્ણપટઃ
ટેકનૉલૉજીના વિકાસ સાથે આ વર્ણપટના જુદા જુદા ભાગના તરંગોને પકડવાની રીતો શોધાઈ. ઘણા તરંગો પૃથ્વી પર ઉપયોગી જણાતાં તેને પેદા કરવાની રીતો પણ શોધાઈ. એક્સ-રે તબીબી ક્ષેત્રે શરીરની અંદર જોવા માટે વપરાય છે. ગામા કિરણો પાસેથી કૅન્સરની સારવાર ઉપરાંત ઉદ્યોગ ક્ષેત્રે પણ ઘણાં કામ લેવાય છે.માઇક્રોવેવથી સંદેશવ્યવહાર ચાલે છે અને રસોઈ પણ થાય છે.

જેમ દૃશ્ય પ્રકાશ આખા વર્ણપટનો એક ભાગ છે તેમ રેડિયો તરંગો પણ બીજો મહત્વનો હિસ્સો છે. ઑટોમૅટિક રમકડાં, મોબાઇલ ફોન, રેડિયો, ટૅલીવિઝન, વાવાઝોડાનું રડાર, એમ ઘણુંબધું આ તરંગો ચલાવી આપે છે. અવકાશયાનમાંથી આવતા સંદેશા અને ચન્દ્ર/મંગળના ફોટાઓ પણ આ મોજાંઓની મદદથી જ પૃથ્વી સુધી આવે છે. વાયર વિના ચાલતું એ એક જુદું વિશ્વ જ છે.

વિવિધ ફ્રિક્વન્સીઓનાં મોજાંના ગુણધર્મો જુદા જુદા હોય છે.આથી કયા ઉપયોગમાં કઈ ફ્રિક્વન્સી કામ આવશે તે નક્કી કરવામાં આ ગુણો તેમ જ વપરાશની વહેવારુતા ધ્યાનમાં લેવાય છે. જેમ કે, ટેલી વિઝનની ‘ડિશ’ને ઉપગ્રહની સામે સતત તાકીને રાખી શકાય પણ એવી શરત મોબાઇલ ફોનને ન ચાલે. પાંચ ગીગાહર્ટ્ઝથી પચાસ ગીગાહર્ટ્ઝનાં મોજાં પ્રકાશનાં કિરણોની જેમ વર્તે છે. તેનાં ઉદ્‍ગમસ્થાન અને રિસીવર (પકડવાના સ્થાન) વચ્ચે તે સીધી મુસાફરી કરે છે. પરંતુ તેને નાનું ઍન્ટેના ચાલી જાય. આમાં સૅટેલાઇટ ટી.વી.માં આ મોજાં આવી જાય. મોબાઇલ ફોન માટેના તરંગો ‘પારદર્શી તરંગો’ના વિભાગમાં ગણાય. પારદર્શીનો અર્થ એ લેવાનો છે કે તેને માર્ગમાં વૃક્ષો, કે થાંભલા કે પછી દીવાલ પણ આવે તોયે તે પાર કરી જાય છે. ઘરની અંદર ઍન્ટેના રાખીને ચલાવાય તેવા ટેલીવિઝન સેટ પણ આ ફ્રિક્વન્સીઓ પર ચાલે.

૩થી ૨ ગીગાહર્ટ્ઝ સુધીના વિભાગમાં બધા પ્રકારના રેડિયો પણ ચાલે છે.૮૫થી ૧૦૦ મેગાહર્ટ્ઝમાં નવા જમાનાના એફએમ રેડિયો ચાલે. પરંતુ એની રેન્જ મર્યાદિત છે.તેનાથી ઘણી ઓછી ફ્રિક્વન્સીનાં મોજાં રેડિયોનાં મીડિયમ અને શૉર્ટ વેવ બૅન્ડમાં વપરાય છે. તે ઉપરાંત, મોબાઇલ ફોન, ગ્લોબલ પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ (GPS) પણ આ વિભાગમાં આવે છે. બાકી રહ્યો તે બે ગીગાહર્ટ્ઝ અને પાંચ ગીગાહર્ટ્ઝનો અંતરાલ.. આ મોજાંના ગુણધર્મ મિશ્ર છે. એ જાડી દીવાલો પાર નથી કરતાં, પરંતુ, તદ્દન સીધી રેખામાં ચાલે એ પણ જરૂરી નથી. એટલે, રડાર, કેબલ, ટીવી , સૅટેલાઇટ રેડિયો વગેરેમાં એ વપરાય છે.

આ પ્રકારના માત્ર ૨-૪ ગીગાહર્ટ્ઝના સાંકડા બૅન્ડમાં ઘણી ગૃહોપયોગી વસ્તુઓ ચાલે છેઃ કોર્ડલેસ ટેલીફોન, માઇક્રોવેવ ઓવન, વાયરલેસ (વૉકી ટૉકી), બ્લૂટૂથવાળા ફોન આ આવૃત્તિની નજીક ચાલે છે.

નિયંત્રણવ્યવસ્થાઃ
વર્ણપટના વિવિધ ભાગોનો ઉપયોગ તો નક્કી થયો, પરંતુ એ પૂરતું નથી. દરેક વસ્તુના ઉપયોગકાર માટે તેની ફ્રિક્વન્સી પણ નક્કી કરી દેવી પડે. એમ ન કરો તો એકબીજાના સંદેશા ઝિલાવા લાગે. આથી ફ્રિક્વન્સીઓનું વિતરણ કરવાનું કામ ઇંટરનૅશનલ ટેલીકમ્યૂનિકેશન યુનિયન કરે છે. દેશની અંદર આ કામ સંદેશવ્યવહાર ખાતાં કરે છે. વિકાસની સાથે, નીચેની ફ્રિક્વન્સીઓ (બે ગીગાહર્ટ્ઝ સુધીની) માંગ વધતી રહી છે, કારણ કે એમાં જ ટીવી, રેડિયો અને મોબાઇલ ફોન ચાલે છે.

મોબાઇલ સ્પેક્ટ્રમઃ
મોબાઇલ ટેકનૉલૉજીએ બે જૂથનાં મોજાંનો ઉપયોગ કર્યો છેઃ ૮૦૦ મેગાહર્ટ્ઝ અને ૧૯૦૦ મેગાહર્ટ્ઝ (એટલે કે ૧.૯ ગીગાહર્ટ્ઝ)ની આસપાસની આવૃત્તિઓ. એમાંથી નાના પેટા ગાળા સરકારે જુદી જુદી કંપનીઓને ફાળવ્યા છે. જે તે કંપનીના ફોન અને ટાવર એ જ આવૃત્તિનાં મોજાંનો ઉપયોગ કરી શકે. ધારો કે એક કંપનીને ૮૧૦થી ૮૧૫ મેગાહર્ટ્ઝ ફાળવ્યા હોય તો બીજી કંપનીને ૮૧૫થી ૮૨૦ મેગાહર્ટ્ઝ. પાંચ મેગાહર્ટ્ઝના ગાળાને સ્પેક્ટ્રમની ‘બૅન્ડ વિડ્થ’ કહી શકાય.

હવે આ કંપનીના ગ્રાહકો વધતા જાય તો ફોન લાઇન વધારે ‘એન્ગેજ્ડ’ રહે. માત્ર વાતચીતનો અવાજ મોકલવાનો હતો ત્યાં લગી કઈં ખાસ વાંધો નહોતો આવતો. પરંતુ, હવે લોકો ફોન પર ઇ-મેઇલના સંદેશા વાંચવા માગે છે. તેથીયે આગળ કોઈ ફોટા મોકલે છે, તો કોઇ ગીત. અને હવે તો મોબાઇલ પર જ ટેલીવિઝન લાવવાની વાતો ચાલે છે. આ પ્રકારની સેવાને ‘ડૅટા સર્વિસ’ કહે છે. ‘વૉઇસ’ સર્વિસ કરતાં ડૅટાને ખૂબ ઝડપી નેટવર્ક જોઇએ, નહીંતર ચિત્ર કે ગીત ખચકાઇ-ખચકાઇને આવે. ડિજિટલ દુનિયાની ભાષામાં કહીએ તો અવાજ માટે દર સેકંડૅ ૧૬ કિલોબાઇટ (kbps)ની ઝડપ પૂરતી છે, પણ ગીતો માટે ૧૨૮ kbps અને ડૅટા માટે ૧૦૦૦ kbpsની જરૂર પડે છે. કંપની વર્ણપટ પર વધારે ફ્રિક્વન્સીઓ વાપરે તો જ ઝડપની આ માંગ સંતોષાય. એનો અર્થ એ કે એને પાંચ મેગાહર્ટ્ઝ કરતાં વધારે પહોળી પટ્ટી વાપરવાની છૂટ મળે તો જ કામ ચાલે.

આવી છૂટ કોણ આપે? એ સરકાર આપે. મોબાઇલના ગ્રાહકોની સંખ્યામાં વધારો અને આધુનિક પ્રકારની સેવાઓની માંગ એ આર્થિક પ્રગતિનાં ચિહ્ન છે, એટલે સરકાર વર્ણપટની માંગ નકારી તો ન શકે. પરંતુ, વર્ણપટ તો કુદરતની દેણ છે, એ કઈં કારખાનામાં ન બની શકે. આથી સરકાર પાસે એક જ ઉપાય રહે છે કે એણે પોતાના ઉપયોગ માટે અનામત રાખેલી ફ્રિક્વન્સીઓ બજારમાં મૂકી દે.આથી સંદેશવ્યહવાર ખાતાએ સંરક્ષણ ખાતાને એની પાસેની ફ્રિક્વન્સીઓ છૂટી કરવાની વિનંતી કરી. સંરક્ષણ ખાતા પાસે આવી વધારાની ફ્રિક્વન્સીઓ થોડીક તો છે, બાકીની ફ્રિક્વન્સીઓ એ પોતાનું કામ વર્ણપટના બીજા ભાગમાં લઈ જઈને છૂટી કરશે.

ટૂ-જી અને થ્રી-જીઃ
સ્પેક્ટ્રમના વેચાણ વખતે ટૂ-જી અને થ્રી-જી સ્પેક્ટ્રમ એવું બહુ સાંભળ્યું છે, પણ ખરેખર ‘ટૂ-જી’ અથવા ‘થ્રી-જી’ પોતે વર્ણપટનો ભાગ નથી. એ વર્ણપટના ઉપયોગ માટે વપરાતી ટેકનૉલૉજીનાં નામ છે. પ્રથમ પેઢીના ટેલીફોન ‘ઍનેલૉગ’ પ્રકારના હતા. એને ૧-જી કહે છે. ડિજિટલ એટલે બીજી પેઢી અથવા ૨-જી અને એના વિકાસથી બનેલી ત્રીજી પેઢીની ટેકનૉલૉજી એટલે થ્રી-જી. અહીં અંગ્રેજીનો G એટલે Generation અથવા પેઢી.

જૂની ટેકનૉલૉજીમાં બે જણ ફોન પર વાત કરતા તો લાઇન ‘બિઝી’ થઈ જતી. 3Gમાં એક જ લાઇન પર ઘણી જોડીઓ વાત કરી શકે છે. આથી ફોનનો ટ્રાફિક ઝડપી બને છે. આના માતે વાતચીત અથવા ડૅટા નાના ટુકડામાં મોકલાય છે. વચ્ચે અવકાશ હોય ત્યારે બીજાની વાતના ટુકડા ઘુસાડતા રહે છે.ગંતવ્ય બિન્દુ પર પ્રત્યેક જોડીને પોતપોતાની સળંગ વાતચીત પહોંચાડાય છે. એમને ખબર નથી પડતી કે એના કટકા કરવામાં આવેલા. આમ, આ વીજાણુ સર્કિટોમાં સુધારાનું કામ છે. વર્ણપટ તો જે છે તે જ છે – નિરાકાર, સર્વવ્યાપી અને અવિનાશી!

આજ લગી માત્ર BSNL જ 3G વાપરે છે, બીજી કંપનીઓએ પાંચ મેગાહર્ટ્ઝની પહોળાઈની પટ્ટીઓ વર્ણપટ (સ્પેક્ટ્રમ) પર ‘ખરીદી છે. પરંતુ મિલિટરીએ એની પાસેના અનામત ૪૫ મેગાહર્ટ્ઝનો કબજો સોંપવા માટે ત્રણ વર્ષનો સમય માગ્યો છે. તે પછી જ કંપનીઓ તમને મોબાઇલ પર ટેલીવિઝન દેખાડી શકશે.સંરક્ષણ ખાતું આના સ્થાને ઑપ્ટિક તારો વાપરીને વર્ણપટ ખાલી કરી આપશે. ઑપ્ટિક તારોની ટેકનૉલૉજી માટે ૧૯,૦૦૦ કરોડ રૂપિયાનો ખર્ચ થશે. વળી. એની સારસંભાળ લેવાનું પણ વધારે અઘરૂં હશે.

અને છેલ્લે…

આટલી ટેકનિકલ ચર્ચા પછી ફરીથી વર્ણપટના વેચાણની તાત્વિક બાજુ પર આવીએ. વર્ણપટ કઈં વસ્તુ નથી, માત્ર અમુક પ્રકારનાં મોજાંની આવૃત્તિઓ છે. ટેલીફોન કંપની એને પેદા કરીને વાતાવરણમાં પ્રસરાવે છે અને તમે મોબાઇલ નામના યંત્રથી તેને પકડો છો. સરકારે તેમાં શું કર્યું? એણે માત્ર એમ કરવાની તમને મંજૂરી આપી. હા, ફ્રિક્વન્સીના ઉપયોગમાં અરાજકતા ન ફેલાય તે માટે એણે એમની ફાળવણીની વ્યવસ્થા કરી તે ખરૂં. એ થયું લવાદીનું કામ, માલિકીનું નહીં!

સરકાર નવા પુલ બનાવે, ખર્ચ કરે અને તેના પર ગાડી ચલાવવા માટે આપણી પાસેથી કર વસૂલે તે સમજાય એવું છે. પરંતુ, અહીં એણે કશો ખર્ચ કરવાનો નહોતો. બીજી રીતે જૂઓ તો, આધુનિક રાજ્ય નાગરિકોની જિંદગીમાં કેટલું ઘુસી શકે છે તેનું આ એક ઉદાહરણ છે. કોઈ પણ કુદરતી સંપત્તિ પર રાજ્યનો અધિકાર છે, એવી પ્રથા આધુનિક છે. તમારા ખેતરમાંથી સોનાનો ચરૂ મળે તો રાજાશાહીના વખતમાં તે તમારો થતો, આજે નહીં. આજે તમારે એ સરકારને આપી દેવો પડૅ. આવું માત્ર ભારતમાં જ છે, એવું નથી. વર્ણપટનું વેચાણ દુનિયામાં ઘ્ણ દેશોની સરકારો કરે છે.પરંતુ એક સૈકા પહેલાં માર્કોનીએ જ્યારે આ મોજાં વાપરીને વાયરલેસ મોકલ્યો ત્યારે ઈટલીના રાજાએ ટૅક્સ નહોતો માગ્યો!

તો, આ છે, આધુનિક રાજ્યની સર્વવ્યાપિતા. એ શાંતિથી પોતાની સત્તા પ્રસરાવે છે અને આપણને એની જાણ પણ થતી નથી.

%d bloggers like this: