Türk kullanıcısı iyisiyle kötüsüyle, acısıyla tatlısıyla bir aydır 4.5G deneyimini yaşıyor. 4G ile 5G teknolojisinin bir karışımı olan 4.5G teknolojisi bize özgü bir deyim.
Dünyada yaklaşık 120 ülke iletişim altyapı teknolojilerinde 4G’yi kullanıyor; 5G teknolojisine de hazırlık yapmaya başladı. Telekom üreticilerine göre 5G teknolojisi, 2020 yılında kullanılmaya başlanabilecek.
4G deyince, dördüncü nesil kablosuz iletişim teknolojisini anlıyoruz. 4G sistemi ile IP tabanlı olarak her türlü ağ hizmetini kaliteli bir şekilde tek noktada birleştirmek ve uygun fiyatlı olarak tek faturalandırma sistemi ile 100 Mbit/s 1 Gbit/s veri hızına erişmek mümkün.
5G teknolojisi ise 4G’den çok daha hızlı bir iletişimi adresliyor. Örneğin şu anda 4G teknolojisi ile saniyede bir gigabite kadar dosya indirme süresi bulunuyorken 5G ile bu saniyede 10 gigabite çıkacak. Veri aktarım süresi de bir milisaniyeye inmiş olacak. Ayrıca 5G, IoT dediğimiz, nesnelerin de ağa bağlı olduğu bir dijital yaşamı destekleyebilecek ve geliştirebilecek özelliklere sahip olacak.
Türkiye iletişim ve haberleşmede 4G teknolojisini kullanan ülkeler arasına girme sürecinde yarışa geç başladığı için hem 4G’yi hem de bundan sonra gelecek olan 5G teknolojisini yakalamak amacıyla 4.5G teknolojisini hayata geçirecek.
4.5G kullanıcıya daha yüksek mobil internet hızı, daha fazla veri kapasitesi ve düşük gecikme süresi sunuyor.
Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu (BTK) tarafından 26 Ağustos 2015’te gerçekleştirilen 4.5G ihalesinde Türk Telekom, Turkcell ve Vodafone yarıştı. İhalede tüm paketler için ihale değeri toplamda 3 milyar 960 milyon euro’ya ulaştı.
KULLANICILARA İPUÇLARI
BTK, 4.5G teknolojisi ile ilgili bilinmeyenleri anlatmak, kamuoyu nu doğru bilgilendirmek amacıyla “4.5G Teknolojisi, Ülkemize Sağlayacağı Faydalar ve Getireceği Yenilikler ile Sıkça Sorulan Sorular” konulu kitapçık hazırladı. Burada dikkat çekilen konular şunlar oldu:
- 3G’ye göre 4.5G’de mobil haberleşme hızı 10 kat artacak.
- Daha net video görüşmeleri sağlanacak.
- Kapsama alanından kaynaklanan sorunlar azalacak.
- Sosyal medyada çok daha hızlı paylaşım yapılabilecek.
- Yüksek hızda ve kesintisiz bağlantı sağlanacağı için makineler arası iletişim (M2M), nesnelerin interneti (IoT), bulut bilişim, internet protokolü ile TV, akıllı şehirler, uzaktan kontrol edilecek robot teknolojisinin tele ameliyatlarda kullanımı gibi birtakım konularda gelişmeler sağlanacak, böylece yaşam kalitesi yükselecek.
- Belgelere her yerden, her cihazdan, her an erişilebilecek.
- Akıllı ev sistemleri yaygınlaşacak ve akıllı şehirler kurulabilecek.
- 4.5G için yüksek kotalı internet paketlerinin gerekliliği faturaları artıracak.
- 2G’de telefonun ortalama şarjı dört-beş gün giderken, 3G’ye geçişle birlikte 24 saate kadar düşmüştü. Benzer durum 3G’den 4G’ye yaşanmayacak. Her ikisinde de video izle- me süresi aynı olacağı için şarj tüketimine ekstra bir etkisi olmayacak.
- 4.5G İLE YÜKSEK HIZDA VE KESİNTİSİZ BAĞLANTI SAĞLANACAĞI İÇİN M2M, IOT, BULUT, IPTV VE AKILLI ŞEHİRLER UZAKTAN KONTROL EDİLEBİLECEK
- 3G bağlantısına sahip iki kullanıcı arasındaki telefon görüşmesi bağlantısı ortalama beş saniyede gerçekleşiyor. Ancak 4.5G’de bu sürenin sekiz saniyeye kadar çıkması bekleniyor. Bunun sebebi de yeni teknolojinin kullanılmaya başladığı ilk dönemlerde kapsama alanlarının darlığı ve iletişim operatörü şebekelerindeki 4.5G penetrasyonunun yüzde 20 civarında olması geliyor.
FİBER ALTYAPIMIZ EKSİK Mİ?
4.5G teknolojisinden tam olarak yararlanabilmek için fiber altyapı teknolojilerinin yeterli düzeyde olması gerekiyor. BTK tarafından yayımlanan 2015 ilk çeyrek verilerine göre Türkiye’de toplam 250 bin 614 km uzunluğunda fiber altyapı bulunuyor. BTK raporlarına bakıldığında alternatif işletmecilerin toplam 53,3 bin km fiber şebekeye sahip oldukları görülüyor.
4.5G’nin sunduğu avantajlardan tam anlamıyla faydalanabilmek için mevcut fiber altyapısının yaklaşık dört kat genişlemesi gerektiğini dile getiren sektör derneği TELKODER, öte yandan ülkemizde fiber internet abonesi sayısının da ancak 1,6 milyona ulaştığını belirtiyor.
Fiber kullanımını artırmak için TELKODER’in getirdiği öneriler şunlar:
- Kablo TV şebekesinin kullanımının işletmecilere açılması.
- Kurumların fiber altyapılarını adil fiyatlarla kiralaması için mevzuat değişikliği yapılması.
- Yerli ve yabancı yatırımcıların fiber altyapı kurma çalışmalarının önündeki engellerin kaldırılması.
- Belediyelerin fiber altyapı kurma yasalarının uygulanmasına ön ayak olması.
- Fiber için ortak bir altyapı şirketi kurulması.
TÜRKİYE’NİN 4.5G’YE GEÇMESİ DOĞRU BİR KARAR
Telekomünikasyon alanında yerli Ar-Ge ve işgücü deyince ilk akla gelen şirket olan Netaş’ın CEO’su C. Müjdat Altay ile ülkemizdeki 4.5G sürecini baştan sona tüm yönleriyle ele aldık.
Dünyada 4G kullanımı ne durumda, 5G ne zaman hayata geçecek?
Dördüncü nesil kablosuz iletişim ağı olarak adlandırılan 4G, dünyanın pek çok ülkesinde kullanılıyor. Dünya ge- nelinde mobil operatörlerin kalitesini ölçen OpenSignal’ın 2016 başındaki raporuna göre; 4G’nin en hızlı olduğu ülkelerin başında İspanya geliyor. Onu sırasıyla Finlandiya, Danimarka ve Güney Kore takip ediyor. Yine rapora göre; 4G’nin aktif olduğu ülke sayısı 148. Önümüzdeki dönem bu sayının hızla artması bekleniyor.
NGMN (Next Generation Mobile Networks – Gelecek Nesil Mobil Ağlar) birliğinin araştırmasına göre; 2016 ve 2017 arasında 5G standartlarının oluşturulması, 2018’de 5G ile ilgili geliştirmelerin tamamlanması, 2019 ve 2020 yıllarında ise test ve denemelerin yapılarak yeni teknolojinin 2020 yılından sonra kullanıma sunulması bekleniyor.
Türkiye neden 4.5G teknolojisi- ni kullanacak? Böyle bir teknoloji mevcut mu?
Bugün dünyanın pek çok ülkesinde yaygın olarak 4G sistemleri LTE (Long Term Evolution) teknolojisi kullanılıyor. 4.5G sistemleri ise LTE-Advanced teknolojisi ile geliştiriliyor. Önemli olan husus, bu teknolojinin önümüz- deki beş yıl içinde kullanıma girecek 5G’nin temelini oluşturması. Dolayısıyla Türkiye’nin bugün 4G değil, 4.5G’ye geçmesini çok doğru bir karar olarak görüyoruz.
4.5G diye adlandırdığımız teknoloji, LTE-Advanced Sürüm 11’dir. Biz, ULAK projesi kapsamında Temel Bant Ünitesini (Base Bant Unit) LTE- Advanced Sürüm 11’e uygun olarak geliştiriyoruz. Bu projeye başladığımız günden itibaren 4.5G’de çok önemli kazanımlarımız oldu. Bugün Türkiye’nin en kapsamlı 4.5G laboratuvarına, deneyimli ekibine sahibiz. Amacımız, 4.5G birikim ve altyapımızı kullanarak 5G teknolojisini Türkiye’de geliştirmek.
4G ve 5G teknolojilerinin sunduğu yenilik ve avantajlar neler?
4.5G ile 5G arasındaki en önemli fark, kapasite artışı olacak. Örneğin 4.5G’de kullanılan 8×8 MIMO yerine en az 64×64 kapasiteli Büyük Ölçekli MIMO (Massive MIMO) teknolojisi kullanılacak. Böylece birkaç yüz antenle donatılmış baz istasyonu, aynı zaman- frekans kaynağını kullanan onlarca terminale eşzamanlı olarak hizmet verebilecek. Büyük Ölçekli MIMO, baz istasyonunda DL (Downlink) yönünde kullanılan “Beamforming” teknikleriyle sağlanacak. Bu amaçla baz istasyonu, kullanıcı terminalinden gelen sinyalleri analiz ederek kanal/anten parametrelerini belirleyecek; bu bilgiler uygun kullanıcı terminallerine, aynı frekans kaynaklarıyla veri ileti- mi için kullanılacak. Böylece spektral verimlilik ve enerji verimliliği açısından önemli avantajlar sağlanacak. Bu teknolojinin geliştirilmesiyle ilgili, dağıtık işleme algoritmaları, anten birimlerinin senkronizasyonu ve hesaplama karmaşıklığının azaltılması gibi konularda çalışmalarımız devam ediyor.
Ayrıca 5G’de, 4.5G standardında olan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modülasyon teknolojisi yerine F-OFDM gibi geliştirilmiş bir versiyonu kullanılacak. Bu versiyonda, taban bant sinyali oluşturulurken IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) işlemi tüm kullanıcı terminalleri için bir bütün olarak değil, her bir kullanıcı terminali başına ve kullanıcı terminaline özgü parametrelerle ayrı ayrı gerçekleşecek. Böylece oluşturulan farklı taban bant işaretleri, ilgili kullanıcı terminalleri için ayrı ayrı alt-band (sub-band) filtrelerden geçirilecek. Sonrasında ise tüm işaretler toplanarak, birleştirilmiş bir taban bant işareti oluşturularak iletilecek. Bu filtrelemelerin en önemli fonksiyonu; sinyalin filtreden geçirilmesi sonucuda bandın sağ ve solunda oluşan girişimlerin engellenmesi. 4.5G standartlarında verilen OFDM için, IFFT ve filtreleme işlemleri temel bant birimiminde yapıldığı gibi, FOFDM için de benzer bir işlem yapılacak.
“ULAK PROJESİ’NİN YAZILIM, DONANIM, ÜRETİM VE UYGULAMA AŞAMALARINI, 43 SENELİK AR-GE TECRÜBEMİZİ KULLANARAK GERÇEKLEŞTİRDİK”
5G’nin getireceği bir diğer önemli fark ise bir km2’lik alanda 1 milyon gibi çok yüksek sayıda cihazın ağ bağlantısını mümkün kılması. Başlangıçta 50 milyardan fazla cihazın ağa bağlanacağı ön görülen bu yeni iletişim yapısını IoT olarak adlandırıyoruz. Bu yapıda, çok sayıda farklı sensöre sahip değişik fonksiyonları yerine getiren giyilebilir cihazlar, elektrik, su, hava kirlilik ölçüm birimleri gibi akıllı birimler, ağ üzerinden kendi aralarındaki ve belir- li merkezlerdeki iletişim fonksiyonlarını yerine getirecek.
Yine Wi-Fi gibi farklı teknolojiye sahip telsiz erişim ağları, 5G ağına entegre olabilecek. Bu şekilde kullanıcı terminalleri verilerini alma/gönderme yönünde çeşitli erişim ağlarına paylaştırarak optimum bir şekilde ağ kapasitelerini kullanabilecek. Tüm bu teknolojik kazanımlar neticesinde, birbirine bağlı akıllı cihazlar üzerinde koşan uygulamalarla 2020’lerde “akışlı yaşam” gerçek olacak.
Netaş olarak 4.5G ile ilgili hangi teknoloji çözümlerini sunuyorsunuz; farlılıkları ve özellikleri neler? Netaş olarak, yedi yıl önce Türkiye’de 3G lisanslarının verildiği gün 4.5G çalışmalarımızı başlattık ve öz kaynaklarımızdan 5 milyon dolar civarında ya- tırım yaptık. 2009 yılında bu işe, önce bir araştırma projesi olarak başladık.
İlk 4G’mizi 10 megabitlik bant genişliğinde geliştirdik. Sonrasında ULAK projesinde yer alarak çalışmalarımızı hızlandırdık. Dolayısıyla; dünyada az sayıda firmanın gerçekleştirebileceği bir teknolojiyi kullanarak, tamamen yerli imkanlarla ve Türk mühendisleriyle birlikte, dünya ile eşzamanlı olarak Türkiye’nin ilk yerli baz istasyonunu geliştirdik.
ULAK Projesi’nde, sadece konusunda uzman büyük firmaların geliştirebildiği 4.5G baz istasyonunun yazılım, donanım, üretim ve uygulama gibi tüm aşamalarını, 43 senelik Ar-Ge tecrübemizi kullanarak gerçekleştirdik. Çalışmalarımızı, telli veya mobil telsiz iletişim alanlarındaki son teknolojiyi takip ederek ve uygulayarak tamamladık.
Bu kapsamda; çok sayıda karma- şık işlemleri yerine getiren işlemci çekirdeği (ARM), sayısal işaret işle- me çekirdeği (DSP) ve özel işlemlere yönelik yardımcı işlemcileri bir arada barındıran SoC (System on Chip) ile gerçek zamanlı işletim sistemi üzerinden yüksek seviyede optimize çalışabilen yazılım modüllerini geliştirdik.
Yüksek performans gereken ve gerçek zamanda çok sıkı kısıtlamalar sağlayan yazılım blokları için, çokçekirdekli ARM işlemci mimarisinde Homojen Paralel Hesaplama Teknikleri ve ARM işlemci vektör komutları (NEON SIMD Vectorization) yöntemlerinden faydalandık.
Sayısal işaret işlemleri için kullanılan DSP çekirdeklerindeki iyileştirme tekniklerinden yararlanmanın yanı sıra, ileri alıcı algoritmaları ve gerçek zamanlı çalışan fiziksel katman ile MAC (Medium Access Con- trol) katmanı algoritmalarını geliştirmek için, elektronik, bilgisayar ve matematik mühendisliği disiplinlerini bir arada kullandık.
Öte yandan, mikroişlemci içerisinde bulunan karmaşık yapıdaki donanım tabanlı yardımcı işlemci (coprocessor) ve hızlandırıcı (accelerator) üzerinde çalışan yazılımların geliştirilmesine devam ediyoruz.
Yukarıda bahsedilen yöntem ve tekniklerle, bu üründe 300 Mbps kapasiteye ulaştık. Yakın zamanda 600 Mbps kapasiteyi de görmek için çalışmalarımız sürüyor.
Tüm bu tecrübeler ışığında, 4.5G teknolojisinde kullandığımız bilgi, teknik ve yöntemlerin farklı ve daha gelişmiş türevleri üzerinde çalışarak, yerel 5G erişim şebeke teknoloji ve ürünlerinin geliştirilmesinde önemli bir rol alacağımız için heyecanlıyız.