इंटरनेट को एक साथ थामे रखने वाले अदृश्य कांच के धागे अपने टूटने की कगार पर पहुँच रहे हैं

हर बार जब आप एक हाई-डेफिनिशन मूवी स्ट्रीम करते हैं या किसी बड़े भाषा मॉडल (LLM) से सवाल पूछते हैं, तो प्रकाश की एक छोटी सी पल्स मानव बाल से भी पतली कांच की एक लड़ी से होकर गुजरती है। ऑप्टिकल फाइबर कहे जाने वाले ये तार आधुनिक जीवन की अदृश्य रीढ़ हैं। ये बैंक हस्तांतरण से लेकर आपके डोरबेल कैमरे के वीडियो फीड तक सब कुछ ले जाते हैं। दशकों तक, इंजीनियरों ने प्रकाश की पल्स के समय या रंग को बदलकर इन फाइबर में अधिक डेटा समाहित किया। लेकिन कांच के एक सिंगल कोर की भौतिकी की एक कठिन सीमा है। जैसे-जैसे AI और 5G नेटवर्क अधिक बैंडविड्थ की मांग कर रहे हैं, उद्योग एक ऐसी दीवार से टकरा रहा है जिसे 'नॉन-लीनियर शैनन लिमिट' (nonlinear Shannon limit) के रूप में जाना जाता है, जहाँ सिग्नल में अधिक शक्ति जोड़ने से गति के बजाय केवल शोर (noise) पैदा होता है।

इसे हल करने के लिए, MATCH नामक एक यूरोपीय संघ फाइबर की आंतरिक संरचना को फिर से डिजाइन कर रहा है। प्रकाश के लिए एक हाईवे लेन के बजाय, वे एक ही पतली लड़ी में कई लेन ठूंस रहे हैं। सिंगल-मोड फाइबर से मल्टीकोर फाइबर (MCF) में यह बदलाव हमारे इंटरनेट बनाने के तरीके में एक मौलिक बदलाव है। यह एक संकरी सड़क पर तेज कार चलाने की कोशिश करने और एक बहु-स्तरीय एक्सप्रेसवे बनाने के बीच का अंतर है।

डिजिटल दबाव की भौतिकी

मानक ऑप्टिकल फाइबर में एक एकल केंद्रीय कोर होता है जहाँ प्रकाश यात्रा करता है। क्षमता बढ़ाने के लिए, कंपनियाँ पहले केवल अधिक केबल बिछाती थीं। लेकिन समुद्रों और शहर की सड़कों के नीचे हजारों मील नया कांच दफनाना महंगा और धीमा है। स्पेस-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (SDM) इस लॉजिस्टिक दुःस्वप्न का तकनीकी उत्तर है। मल्टीकोर फाइबर प्रकाश की कई स्वतंत्र धाराओं को एक ही कांच के आवरण के भीतर समानांतर में यात्रा करने की अनुमति देता है।

शब्दजाल के पीछे, यह एक सामग्री विज्ञान (materials science) की चुनौती है। यदि कोर एक-दूसरे के बहुत करीब हैं, तो प्रकाश एक से दूसरे में लीक हो जाता है, जिसे 'क्रॉसस्टॉक' (crosstalk) कहा जाता है। यदि वे बहुत दूर हैं, तो फाइबर निर्माण या स्थापना के लिए बहुत मोटा और भंगुर हो जाता है। MATCH प्रोजेक्ट, यूरोपीय आयोग द्वारा वित्त पोषित एक डॉक्टरेट प्रशिक्षण नेटवर्क, इन विनिर्माण और इंजीनियरिंग पहेलियों को हल करने के लिए 14 भागीदारों को एक साथ लाता है। वे ऐसे फाइबर पर काम कर रहे हैं जिनमें चार, सात या उन्नीस कोर भी हैं, जबकि केबल को मौजूदा पाइपों में फिट होने के लिए पर्याप्त पतला रखा गया है।

आपूर्ति श्रृंखला के लिए MATCH परियोजना क्यों मायने रखती है

हार्डवेयर में नवाचार शायद ही कभी शून्य में होता है। इसके लिए विशेषज्ञ इंजीनियरों की निरंतर आपूर्ति और एक सिंक्रनाइज़ विनिर्माण श्रृंखला की आवश्यकता होती है। पुर्तगाल में Iscte के प्रोफेसर एडोल्फो कार्टाक्सो द्वारा समन्वित MATCH नेटवर्क, यूनिवर्सिटी डी लिमोज और स्टटगार्ट विश्वविद्यालय जैसे शैक्षणिक पावरहाउस को नोकिया और प्रिस्मियन जैसे औद्योगिक दिग्गजों के साथ जोड़ता है। यह कनेक्शन सुनिश्चित करता है कि फ्रांस की प्रयोगशाला में हुई सफलता वास्तव में जर्मनी की फैक्ट्री में बड़े पैमाने पर बनाई जा सके।

औसत उपयोगकर्ता के लिए, यह सहयोग ही वह कारण है जिससे आपका इंटरनेट बिल डेटा उपयोग बढ़ने के बावजूद स्थिर रह सकता है। एक ही केबल की क्षमता को दस गुना या उससे अधिक बढ़ाकर, ऑपरेटर प्रति बिट लागत कम करते हैं। वे ऊर्जा भी बचाते हैं। एक मल्टीकोर केबल चलाने के लिए दस अलग-अलग सिंगल-कोर केबल चलाने की तुलना में कम बिजली और कम कूलिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है। ऐसे युग में जहाँ डेटा सेंटर वैश्विक बिजली की बढ़ती हिस्सेदारी का उपभोग करते हैं, ये दक्षता लाभ एक व्यावहारिक आवश्यकता हैं।

कनेक्टिविटी के पुराने और नए दौर की तुलना

मल्टीकोर तकनीक में संक्रमण हमारे डिजिटल बुनियादी ढांचे को देखने के तरीके में बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है। निम्नलिखित तालिका दिखाती है कि ये प्रौद्योगिकियां व्यावहारिक रूप से कैसे भिन्न हैं।

केवल तेज नेटफ्लिक्स से कहीं अधिक

हालाँकि गति मुख्य आकर्षण है, मल्टीकोर फाइबर एक दूसरा, अधिक आश्चर्यजनक लाभ प्रदान करता है: यह दुनिया को महसूस कर सकता है। इसे 'डिस्ट्रीब्यूटेड सेंसिंग' के रूप में जाना जाता है। क्योंकि इन फाइबर में कई कोर होते हैं, एक कोर डेटा ले जा सकता है जबकि दूसरा उच्च-सटीक सेंसर के रूप में कार्य करता है।

व्यावहारिक रूप से, इसका मतलब है कि तटीय शहर को इंटरनेट प्रदान करने वाला वही केबल भूकंप के शुरुआती कंपन या समुद्र तल में बदलाव का भी पता लगा सकता है। शहरों में, ये फाइबर पुलों के संरचनात्मक स्वास्थ्य की निगरानी कर सकते हैं या स्मोक डिटेक्टर के सक्रिय होने से पहले ही सुरंग में आग के ताप का पता लगा लगा सकते हैं। MATCH प्रोजेक्ट विशेष रूप से यह खोज कर रहा है कि इन सेंसिंग कार्यों को अगली पीढ़ी के नेटवर्क में कैसे एकीकृत किया जाए। डेटा के लिए सिर्फ एक पाइप होने के बजाय, फाइबर ग्रह के लिए एक डिजिटल तंत्रिका तंत्र बन जाता है।

कांच की क्रांति का बाजार पक्ष

बाजार की दृष्टि से, MCF की ओर कदम तकनीकी दिग्गजों के भारी पूंजीगत व्यय की प्रतिक्रिया है। Google, Meta और Microsoft जैसी कंपनियाँ वर्तमान में अंडरसी केबल और हाई-एंड नेटवर्किंग गियर की सबसे बड़ी खरीदार हैं। महाद्वीपों में विशाल AI डेटा केंद्रों को जोड़ने की उनकी आवश्यकता मल्टीकोर तकनीक की मांग को बढ़ा रही है।

ऐतिहासिक रूप से, नई फाइबर तकनीक को लैब से घर तक पहुँचने में दशकों लग जाते थे। हालाँकि, AI विकास के दबाव ने इस समयरेखा को तेज कर दिया है। MATCH प्रोजेक्ट 13 डॉक्टरेट शोधकर्ताओं को प्रशिक्षित कर रहा है जो संभवतः इस बुनियादी ढांचे का निर्माण करने वाली कंपनियों में शामिल होंगे। ये शोधकर्ता नेटवर्क ट्रैफिक को प्रबंधित करने वाले मशीन लर्निंग एल्गोरिदम से लेकर कांच की लड़ियों को खींचने वाली भौतिक मशीनों तक सब कुछ पर काम कर रहे हैं। लक्ष्य एक सुव्यवस्थित संक्रमण है जिसमें टेलीकॉम कार्यालय में मौजूदा उपकरणों के हर हिस्से को बदलने की आवश्यकता नहीं होती है।

आपके डिजिटल जीवन के लिए इसका क्या अर्थ है

उपभोक्ता के दृष्टिकोण से, आपको जल्द ही नया "मल्टीकोर राउटर" खरीदने की आवश्यकता नहीं होगी। प्रभाव मैक्रो स्तर पर होता है। जब इंटरनेट की रीढ़ अधिक कुशल होती है, तो उसके ऊपर बनी सेवाएँ अधिक स्थिर हो जाती हैं। बड़ी तस्वीर को देखते हुए, यह तकनीक उस "डेटा ट्रैफिक जाम" को रोकती है जिसकी भविष्यवाणी कई विश्लेषकों ने इस दशक के अंत तक होने के लिए की थी।

अनिवार्य रूप से, मल्टीकोर फाइबर एक बुनियादी अपग्रेड है। यह सुनिश्चित करता है कि जब आप VR हेडसेट या स्वायत्त वाहन (autonomous vehicle) का उपयोग करते हैं, तो पर्दे के पीछे के नेटवर्क में भार को संभालने की क्षमता हो। इसका अर्थ यह भी है कि पर्यावरणीय निगरानी सस्ती और अधिक व्यापक हो जाएगी, क्योंकि हमें हर पुल या पाइपलाइन के लिए अलग सेंसर लगाने की आवश्यकता नहीं होगी।

अंततः, MATCH संघ द्वारा किया जा रहा कार्य भविष्य को सुरक्षित करने के बारे में है। जैसे-जैसे हम अपने जीवन का अधिक हिस्सा क्लाउड में ले जा रहे हैं, उन क्लाउड को जोड़ने वाले भौतिक कांच के धागों को विकसित होना चाहिए। मल्टीकोर फाइबर में संक्रमण एक शांत, अदृश्य क्रांति है जो वैश्विक संचार के अगले बीस वर्षों को परिभाषित करेगी। वर्तमान इंटरनेट की सीमाओं के बारे में चिंता करने के बजाय, हमें यह देखना चाहिए कि कैसे ये अदृश्य औद्योगिक यांत्रिकी डेटा के लिए हमारी बढ़ती भूख को पूरा करने के लिए चुपचाप विस्तार कर रहे हैं।

Sources: MATCH Project Consortium, European Commission Horizon Europe Research Portal, Iscte – Instituto Universitário de Lisboa Official Announcements, Nokia Infinera Technical Briefs, Prysmian Group Industrial Reports.