5G Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey

Bugünün mobil kullanıcıları daha fazla data aktarım hızı ve daha güvenilir servisler istiyorlar. Yeni jenerasyon kablosuz ağlar bunu ve daha fazlasını sağlayabilecek. 5G ile birlikte, kullanıcılar yüksek kalitedeki bir filmi bir saniyenin altında bir sürede indirebilecek. (bu durum 4G ile ortalama 10dk) Haberleşme mühendislerine göre 5G; otonom taşıtlar, sanal gerçeklik ve nesnelerin interneti gibi birçok yeni teknolojinin yükselişini de beraberinde getirecek. "5G hakkında bilmeniz gereken her şey" temasıyla derlediğimiz bu yazımızın sonunda, sizler için özel bir video da hazırladık!

A- A+

11.02.2017 tarihli yazı 14059 kez okunmuştur.

Herşey yolunda giderse, haberleşme şirketlerinin 5G teknolojisini ticari olarak 2020’lerin başlarında piyasaya sürülebileceği öngörülmekte. Şu anda 5G üzerine, endüstri grupları ve şirketler ne tarz bir teknoloji ortaya koyacakları üzerine bir arada çalışıyorlar. Bugün ulaşılan noktada, haberleşme mühendislerinin yeni geliştirdikleri teknolojilerle, bilgi gecikmesi milisaniyenin altına düşürüldü (4G ağlarda ortalama 70ms) ve indirme hızı 20 gigabit/saniye’ye ulaştı. (4G ağlarda 1gigabit/saniye) Bu erken aşamada 5G ağlarda kullanılması düşünülen 5 adet teknoloji var: Milimetrik Dalgalar, Küçük Hücreler, Muazzam MIMO ve Tam Dubleks

Milimetrik Dalgalar

Bugün tüketiciler her zaman olduklarından daha fazla bant genişliği kullanıyor. Fakat mobil sağlayıcıların kullandığı aynı radyo frekans bantlarında sıkışmış durumdayız. Bu herkes için daha az bant genişliği demek olduğu gibi bağlantı kopmalarını da beraberinde getiriyor. Bu problemin etrafından dolaşmak adına daha önce cep telefonu servislerinde kullanılmamış bir frekans bandı aralığı kullanılacak;

Radyo dalgalarından daha yüksek frekanslardaki milimetrik dalgalar, spektrumun 30 ile 300 Gigahertz frekans aralığında, halihazırda mobil cihazların kullandığı frekans 3Khz-6Ghz aralığında. Bu yeni spektrum aralığı kullanımı kolaylaştırsa da ileride bahsedeceğimiz birtakım problemleri de beraberinde getirecek. "Milimetrik Dalgalar" ismi genliklerinin 1 ile 10 mm arasında olmasından geliyor. Bugün hizmetteki akıllı telefonların kullandığı radyo dalgalarının genliği 10 cm civarında. Milimetrik dalgalar bugüne kadar sadece uydu ve radar sistemlerinde kullanılıyordu. Sahip oldukları dezavantajlar binalardan, ağaç yapraklardan, yağmur altında ve engellerden geçerken çok fazla kayba uğramaları.

Küçük Hücreler

Küçük hücreler, az güç tüketen her 250 m'de bir, ya da şehir boyunca kullanılabilecek; minyatür baz istasyonlarıdır. Küçük hücre ağı ile kurulan çoklu erişim noktaları kullanıcıların şehir boyunca ağdan kopmalarını engeller ve milimetrik dalgalarının dezavantajlarını kapatır. Geleneksel hücre ağı benzer şekilde çoklu erişim noktalarını kullanır; lakin 5G’nin getirdiği performansa ulaşabilmek için kurulması gereken baz istasyonu sayısı büyük bir yapım maliyeti gerektirmekte. Küçük hücre baz istasyonları milimetrik dalgaları iletirken daha küçük boyutta antenlere ihtiyaç duymakta; bu da bina üzerine kurulan baz istasyonları için küçük direk boyu ve daha az irtifa gereksinimi ortaya koyuyor.

Bu ağ yapısında bulunan spektrumun daha etkili bir şekilde kullanılmasını sağlama amacıyla, daha fazla baz istasyonu kurmak, bir istasyonun kendi alanındaki cihazlarla bağlantı kurmak için kullandığı frekansların, başka bir müşteriye hizmet etmek için farklı bir alanda başka bir istasyon tarafından tekrar kullanılabilmesi demektir. Buradaki tek problem kırsal alanlara yeteri kadar küçük hücre kurulamayabilir.

►İlginizi Çekebilir: Telekomunikasyon ile İlgili Bilinmesi Gerekenler

Muazzam MIMO

Bugünün 4G baz istasyonları onlarca anten portuna sahip. 5G baz istasyonları yüzlerce portu destekleyecek. Bu şekilde mobil ağ kapasite faktörünün en az 22 kat artırılması planlanıyor.

MIMO ismi çoklu-giriş çoklu-çıkışın İngilizce kısaltmasından geliyor. MIMO, aynı anda daha fazla veri gönderip almak için iki veya daha fazla verici ve alıcı kullanan kablosuz sistemleri tanımlamakta. Muazzam MIMO, tek bir dizide onlarca anten kullanarak bu konsepti yeni bir seviyeye taşıyor. MIMO teknolojisi halihazırda bazı 4G istasyonlarında bulunuyor, yine de deneme alanı bugüne kadar kısıtlı kaldı. Muazzam MIMO, 5G'nin geleceği için çok umutlu görünüyor. Bununla birlikte, hücresel trafiği idare etmek adına çok daha fazla anten kurmak, bu sinyallerin çakışmasında daha fazla parazite neden olur. Bu nedenle 5G istasyonları hüzmeleme teknolojisi ile beraber çalışmalıdır.

Hüzmeleme

Hüzmeleme, hücresel baz istasyonları için belirli bir kullanıcıya en verimli veri aktarma rotasını tanımlayan ve süreçteki yakın kullanıcıların yaşadığı parazitleri azaltan bir trafik sinyalizasyon sistemidir.

Hüzmeleme, Muazzam MIMO’ya yardım ederek spektrumun daha verimli kullanılmasını sağlar. Muazzam MIMO için en temel problemlerden birisi anlık olarak birçok antenin ilettiği verilerin oluşturabileceği parazitlerdir. MIMO baz istasyonlarında kullanılan sinyal işleme algoritması, her bir kullanıcı için havadaki en iyi iletim hattı rotasını belirler. Milimetre dalgalar için, hüzmeleme, öncelikli olarak farklı birtakım problemleri çözmek için kullanılır: Hücresel sinyaller nesneler tarafından kolaylıkla engellenir ve uzun mesafelerde zayıflamaya eğilimlidir. Bu durumda,hüzmeleme, aynı anda birçok yönde yayın yapmak yerine yalnızca bir kullanıcı yönünde yoğunlaştırılmış bir sinyalin odaklanmasına yardımcı olur. Bu yaklaşım sinyaldeki değişimlerindeki bozulmaları ve gürültüyü azaltabilir.

►İlginizi Çekebilir: PWM Tekniği Nedir?

Tam Dubleks

Günümüzün baz istasyonu ve cep telefonları aynı frekansta bilgi alışverişi yapmak için, sıra ile gönderim ve alımı beklemeleri gerekiyor veya alış ve veriş için farklı frekanslar kullanmaları gerekiyor. 5G ile birlikte iletim ve alım aynı zamanda aynı frekans üzerinden gerçekleştirilebilecek. Bu teknoloji tam dubleks olarak biliniyor ve kablosuz ağların kapasitesini en fiziksel katmanda iki katına çıkarabilir: Bu aynı anda konuşan iki insanın birbirinin konuşma sırasını beklemeden rahatça anlaşabilmesine benziyor.

Halihazırda bazı askeri ürünlerde tam çift yönlü dubleks kullanılıyor. Araştırmacılar kişisel aygıtlarda tam dubleksi elde etmek için, gelen ve giden sinyalleri yönlendirecek bir devre tasarlamalı ve böylece bir anten bir anda veri gönderirken ve alırken çakışma yaşamamalıdır. Bu durum radyo dalgalarının aynı frekans üzerinden ileri gidiş ve geri geliş eğiliminde olma durumu yüzünden (karşılıklılık ilkesi) zor bir problem; ancak son zamanlarda, uzmanlar, bu dalgaların geri sarımını durdurmak için yüksek hızlı anahtarlar gibi hareket eden silikon transistörlerkullanarak aynı anda aynı frekansta sinyal gönderiyor ve alıyorlar.

Tam dubleks’in tek dezavantajı yankı ile daha fazla sinyal paraziti oluşturmasıdır. Bir verici sinyal yolladığında; bu giden sinyal, gelene göre cihazın antenine hem daha yakın hem daha güçlüdür. Antenin aynı anda hem konuşup hem dinlemesini sağlamak için özel yankı engelleme teknoloji kullanılmalıdır.

Bu ve diğer 5G teknolojileri ile mühendisler, gelecekteki akıllı telefon kullanıcılarının, sanal gerçeklik oyuncularının ve otonom otomobillerin temeli olacak kablosuz ağı kurmayı umuyorlar. Zaten araştırmacılar ve şirketler, tüketiciler için düşük gecikme ve rekor kıran veri hızlarını vaat ederek 5G'ye yönelik yüksek beklentiler oluşturdular. Geriye kalan güçlükleri çözebilir ve tüm bu sistemleri birlikte çalıştırabilirlerse, 5G servisi önümüzdeki beş yıl içinde tüketicilere ulaşabilir.