Hücresel Haberleşme Sistemleri Nedir?

Günümüzde tüm insanlığın kullandığı hücresel haberleşme sistemleri, güçlü baz istasyonlarının yerini alan bir sistem. Hücresel haberleşme sistemlerinin çalışma prensibi ve kısa tarihi yazımızın devamında.

A- A+

10.01.2022 tarihli yazı 9025 kez okunmuştur.

Hücresel haberleşme sistemleri; verimlilik ve kullanıcı sayısının artırılması için ortaya çıkmış bir yöntemdir. Hücresel haberleşme; hizmet dağıtılacak olan bölgeye bir tane ve güçlü baz istasyonu koymak yerine daha küçük ve kapsama alanı dar ama birden fazla baz istasyonu (hücreler) koyma prensibine dayanmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: GSM Nasıl Çalışır?|1.Bölüm

Oluşturulan her bir hücreye (baz istasyonu) bütün haberleşme sistemindeki kanalların yalnızca bir parçası ayrılır ve ayrılan bu kanallar komşu hücrelere ayrılan kanallardan farklıdır. Örneğin; bir hücreye ayrılmış frekans kanalı; kapsama alanı dışına çıkıldığında başka bir hücreye ayrılabilir. Bu sayede tüm sistem için tahsis edilmiş frekans kanalları hücre grupları içerisinde birbirleri ile kesişmeyecek şekilde tekrar tekrar kullanılabilmektedir. Hücresel haberleşmenin mantığı buna dayanmaktadır. Kısacası her zaman ve her yerde mobil ya da taşınabilir cihazlar ile insanlar arasında yapılan bilgi değişimine hücresel haberleşme denir. Hücresel haberleşme sistemleri çalışma ve gelişmişliğine göre çeşitlenmeye devam etmektedir.

Birinci Nesil Sistemler (1G)

1G ilk nesil kablosuz telefon teknolojisidir. Telsiz telefon sistemlerinin yerini alan ilk sistemdir. 1980'li yıllarda ortaya çıkmıştır ve yukarıda bahsettiğimiz hücresel ağ sistemini kullanır.

►İlginizi Çekebilir: 4G ve 5G Nedir? | Telekomünikasyon Teknolojileri

Geniş kapsama bölgesi, kapasite yüksekliği gibi avantajlara sahip olmasının yanında ülkelerarası seyahatlerde telefon değiştirmeden haberleşmeye de imkan sağlamasıyla öne çıkmıştır fakat girişimlerin dayanıksızlığı ve en önemlisi herkesin 1G ile gerçekleştirilen görüşmeleri dinleyebilmesi (sebebi analog veri akışını kullanması) gibi dezavantajlara da sahiptir. Bu dezavantajlar 2G sistemlerle aşılmıştır.

İkinci Nesil Sistemler (2G)

2G ise ikinci nesil kablosuz telefon teknolojisidir. Aynı 1G gibi hücresel bir ağ sistemi kullanır. 2G’nin 1G’ye göre en büyük avantajı analog yayından artık sayısal yayına geçilmiş olmasıdır. 2G’de analog yayın olmadığı için dinlenmesi güçtür ve daha güvenliklidir. Bu şekilde daha yüksek ses kalitesi, daha yüksek kapasite ile haberleşme sağlanmıştır.

►İlginizi Çekebilir: 5G İnsanlara ve Çevreye Zararlı mı?

2G’de tüm kullanıcılar aynı kanal üzerinden şebeke ile haberleşir, veri iletimi yani konuşma sırasında ise kullanıcılara farklı kanallar açılır ve konuşma süresince bu kanala dışarıdan müdahale edilemez. 2G’nin başlıca dezavantajı ise 2G oluşturulduğu zaman çok bant genişliği ve az alıcı vardı, dolayısıyla hattı kullanmazken bile meşgul eden bir sistemle karşı karşıyaydık ve bu sıkıntının önüne geçmek operatörler için gitgide daha zor hale geldi.

Bunun önüne geçmek için ise aynı ethernet teknolojisinde olduğu gibi iki cihazın aynı anda veri yollayınca bunu fark edebildiği bir sistem olan 3G oluşturulmuştur.

Üçüncü Nesil Sistemler (3G)

2G sistemlerin gelişimi ve yaygın olarak kullanımını göz önünde bulunduran ITU üçüncü nesil haberleşme sistemlerinde kullanılacak olan ve IMT 2000 olarak isimlendirilen standartları tanımlamak üzere 1990’lı yıllarda çalışmalara başlamıştır. Bu kapsamda 2G sistemler için farklı ülkelerde ortaya çıkan farklı ve uyumsuz standartların ortadan kaldırılması ile tamamen evrensel nitelikte hücresel haberleşme sistemi geliştirmek üzere çalışmalar 3GPP ve 3GPP2 şeklinde isimlendirilen iki farklı çalışma grubu tarafından gerçekleştirmiştir.

3G ağları 2G sistemlerden daha yüksek güvenliğe sahiptir fakat çok fazla dezavantaja da sahiptirler; 3G hizmet lisanslarının yüksek ücretleri, ülkelerarası lisanslama farklılıkları gibiçeşitli dezavantajlara da sahiptirler. Fakat daha hızlı ve anlık bir haberleşme sunmaları, farklı türden veri gönderimlerine yol açması gibi sebeplerden dolayı yaygın olarak ve severek kullanılmıştır. Zamanla 4G sistemlere evrilerek popülaritesini kaybetmiştir.

Dördüncü Nesil Sistemler (4G)

Dördüncü nesil kablosuz telefon teknolojisidir. 3G ve 2G standartlarının devamıdır. Her nesil kullanıcılara artan bant genişliği ve ağ kapasitesi sunmuştur. 3G sistemler kullanıcılara 14 Mbps hız vaat ederken 4G sistemler ise 100 Mbps’ye varan bir hız vaat etmiştir. 4G ayrıca kullanıcıların bir internet servis sağlayıcısından (ISS) kablolu bir bağlantıya ihtiyaç duymadan internet bağlantısı elde etmelerini sağlamaktadır. 4G’nin iletiyi iletme ve iletiyi alma yetenekleri MIMO VE OFDM teknolojileri tarafından desteklenmektedir. Bu sebepten ötürü 3G'ye kıyasla daha fazla kapasite ve bant genişliği sağlar. 4G aynı zamanda hem ses hem de veri için, devre anahtarlı bir ağ ile sesi etkinleştirirken yalnızca veri için IP kullanan 3G'den farklıdır. Bütün bir IP ağı olarak 4G; operatörlerin çalışması ve optimize etmesi için ses ve veri için farklı ağ teknolojilerini yönetmekten daha verimlidir.

LTE kavramı nedir?

4G ve LTE arasındaki fark tamamen pazarlama ve 4G’nin geçmişi ile ilgilidir. LTE (Uzun Vadeli Evrim, Long Time Evoluation)’nin asıl görevi taşıyıcılar için 3G'den 4G'ye geçişi kolaylaştırmaktı. 4G ilk olarak 2008 yılında ITU tarafından tanımlandı ancak teknik özellikleri mobil ağlar ve mobil cihazlar için hemen elde edilemedi. Bu sebepten ötürü 3G'den bir geçiş adımı olarak LTE kullanıldı. LTE 4G'nin vaat ettiği en az 100 Mbps bant genişliği hızına ulaşamaz fakat 3G'den daha fazla bant genişliği hızı sağlar.

LTE genellikle pazarlama sunumlarının bir parçası olarak kullanılır ve belirli bir hızı belirtmez veya ima etmez. Operatörüne bağlı olarak, hızlar 20 Mbps ile 100 Mbps arasında değişir. Aslında, 4G'dir ve teknik bir farkı yoktur.

Beşinci Nesil Sistemler (5G)

Dördüncü nesil haberleşme sistemlerinin ardılı olarak geliştirilmiştir ve hız bakımından çok büyük bir artıya sahiptir. Şöyle ki 5G teknolojisi teorik olarak 20 Gbps hıza sahipken, 4G'nin en yüksek hızı sadece 1 Gbps'dir. 5G ayrıca oyun, video konferans ve otonom otomobiller gibi sistemlerin performansını artırabilecek daha düşük gecikme süresi vaat eder. Bunun yanı sıra 5G ağları yazılım odaklıdır ve bulut teknolojilerini kullanır. 5G ağları hücresel ve Wi-Fi erişiminde açık dolaşım özellikleriyle mobiliteyi de basitleştiriyor. Mobil kullanıcılar, kullanıcı müdahalesi veya kullanıcıların yeniden kimlik doğrulamasına gerek kalmadan binaların içindeki dış mekan kablosuz bağlantıları ve kablosuz ağlar arasında gidip gelirken bağlantıda kalabilecekler.

5G teknolojisi, ağ mimarisi boyunca ilerlemeler sağlar. Daha yetenekli bir 5G kablosuz hava ara yüzü için küresel standart olan 5G; 4G'de kullanılmayan spektrumları kapsamaktadır. Yeni antenler, birden fazla vericinin ve alıcının aynı anda daha fazla veri aktarmasını sağlayan büyük MIMO (çoklu giriş, çoklu çıkış) teknolojisini kullanmakta. Ancak 5G teknolojisi yeni radyo spektrumuyla sınırlı değil. Lisanslı ve lisanssız kablosuz teknolojileri birleştiren birleştirilmiş, heterojen bir ağı desteklemek için tasarlanmıştır. 5G teknolojisi sadece gelişmiş ağ performansı ve hızına sahip yeni bir çağı değil, aynı zamanda kullanıcılar için çok güzel bir haberleşme deneyimi yaşatacak.

Bu yazımızda yalnızca günümüzde ve geçmişte aktif kullanılan nesil hücresel haberleşme sistemlerinden bahsettik. Şu anda üzerinde çalışılmakta olan ve 2030 yılında kullanıma geçmesi planlanan 6G sistemleri de teorik ve tam olarak kullanımda olmasa da insanlığa çok büyük avantajlar sağlayacak gibi görünüyor.