---

1G’den 4G’ye Mobil İletişim Teknolojileri

Analog Veri(Analogue data, Analogue Signal)

Sinyalin formülize edilebilir elektriksel işlemlerden geçmesiyle elde edilen veri. Giriş sinyali ve çıkış sinyali arasındaki geçiş, matematiksel olarak rahatlıkla ifade edilebilir, bu durum veri güvenliğini ciddi biçimde düşürmektedir. 1G’de kullanılan veri iletişimi analog veri iletişimidir.

Hücreler Arası Geçiş
Şebekelerin sahip olduğu her hücrenin belli bir kapsama alanı vardır. Konuşmanın kesilmemesi için ise cep telefonunun sürekli kapsama alanı içerisinde kalması gerekir. Bir hücrenin kapsama alanından diğerine geçtiğinizde konuşmanızın kesilmesini istemezsiniz. Bunun için bağlantının sorunsuz bir şekilde bir baz istasyonundan diğerine aktarılması gerekir. 1G’den beri hizmet sağlayıcılar bu desteği vermektedir.

Aktarım ise şu şekilde gerçekleşir: Önce telefondan hücre değiştirme isteği bağlantı sağlamak istediği hücreye (baz istasyonu) gönderilir. Bu baz istasyonu tarafından kullanıcının o anda bağlı olduğu baz istasyonuna geçiş isteği gönderilir. Baz istasyonları arasında iletişim sağlandıktan sonra telefona hücre değiştirme onay sinyali gelir, ve görüşme yeni baz istasyonundan devam eder. Bu aşamalar sırasında görüşme normal bir şekilde sağlanır.

Yük Dağıtımı(Load Balance)

Çok çekirdekli bilgisayar işlemcilerindeki sistem gibi düşünebilirsiniz. Fazla yük geldiğinde, yük bölünerek azaltılmaya çalışılır. Aynı alanı kapsayan birden fazla baz istasyonu varsa istasyonların yük durumuna göre bağlı kullanıcılar dengelenir.

Dolaşım
Roaming olarak da duymuş olabilirsiniz. Temelinde bir abonenin, aynı özelliklere sahip başka bir ağdan hizmet alabilmesidir. Şebekeler arasında karşılıklı anlaşmalarla bu hizmet verilebilir. Sistemin getirisi büyüktür. Numaranızı ve SIM kartınızı herhangi bir şekilde değiştirme gereği duymadan uluslar arası gezinebilir, ya da eğer anlaşma sağlandıysa bir şebekenin çekmediği yerde diğerinin kapsama alanındaysanız onu kullanabilirsiniz.


Yeni kurulan hizmet sağlayıcıları, daha önce kurulmuş olan ve kapsama alanı yüksek ağları para karşılığı kendi yapılanmasını sağlayıncaya kadar dolaşım amacıyla kullanmaktadırlar. Türkiye’de Turkcell ve Vodafone Avea’ya bu hizmeti vermeyi reddetmiştir.

GSM
Global System for Mobile Communications, kablosuz(mobil, taşınabilir) ağlar için evrensel sistem. 2G ile ortaya çıkan en yaygın standarttır, o bölümde daha fazla bahsedeceğiz.

GPRS
General Packet Radio Service, genel paket yayın servisi. Ülkemizde şu anda etkin olan tüm şebekelerin desteklediği 2G standardı, anahtarlamalı olarak paket yayını yapılmasına olanak tanır. Pratikte 30-50 kbps civarı veri aktarımını desteklemektedir. Bas Konuş’un geliştirilmesine imkan sağlamıştır.

Bas Konuş
PTT, PushToTalk. Cep telefonlarının telsiz şeklinde kullanımına imkan tanır. Üstün veri sıkıştırma teknolojileri ile GPRS üzerinden çok ucuza görüşme yapılabilmektedir. Ülkemizde ChatIn ya da Bas Konuş gibi isimlerle bu hizmet sağlanmaktadır.

EDGE
Enhanced Data rates for GSM Evolution, GSM gelişimi için arttırılmış veri hızı. Üçüncü nesil iletişim teknolojisi 3G’nin öncesindeki son adımdır. 380 kbps’ye kadar veri aktarımına olanak tanır. 2G’de üzerinde daha fazla duracağız.

CDMA
3G’nin bir getirisi olan UMTS klasik frekans bölmeli çoklu iletişim (frequence division multiple access) veya zaman bölmeli çoklu iletişim (time division multiple access) tekniklerinden prensip olarak çok farklı olan CDMA (Code Division Multiple Access) teknolojisini kullanır. Bir çeşit dağınık frekans (spread spectrum) tekniği olan bu teknolojide kullanıcılar 5MHz genişligindeki aynı banttan haberleşirler. Her vericinin sinyali özgün bir yonga koduyla çarpılarak (bu kodun hızı 3.84Mchips/s) 5MHz genişliğindeki spektruma yayılır. Alıcı da bu spektruma yayılmış sinyali aynı yonga koduyla çarparak veriyi elde eder.(wikipedia.org)

W-CDMA(UMTS)
Wideband Code Division Multiple Access, Genişbant Kod Bölmeli Çoklu Erişim. Mobil iletişim sistemi kavramı olarak UMTS’nin (Universal Mobile Telecommunication System) karşılığıdır. 3G standartlarınan bir tanesidir.

HSDPA
High Speed Downlink Packet Access, Yüksek Hızlı Veri Paketi İndirme İmkanı. Teoride 14.4 Mbit hızı sağlasa da pratikte 1Mbit ile sınırlı kalmıştır. WCDMA üzerinde paket erişimi başta olmak üzere yapılan iyileştirmeler sonucu indirme hızının yükseltilmesine dayanmaktadır. Hizmet sağlayıcıların hücre kapasitelerinin üstünde kullanıcıyı kayıt etmeleri sonucu üst sınır epeyce azalmaktadır.

HSUPA
High Speed Uplink Packet Access, Yüksek hızlı Veri Paketi Gönderme İmkanı. HSDPA’daki gibi teoride 14.4Mbit hızı destekler, ancak pratikte 1Mbit ile sınırlı kalır. HSDPA’da olduğu gibi WCDMA üzerinde paket erişimi başta olmak üzere yapılan iyileştirmeler sonucu indirme hızının yükseltilmesine dayanmaktadır. Hizmet sağlayıcıların hücre kapasitelerinin üstünde kullanıcıyı kayıt etmeleri sonucu üst sınır epeyce azalmaktadır.

3GPP ve AMPS kavramlarından pek fazla bahsetmeyeceğiz, bu yüzden şimdi birkaç cümleyle açıklayalım. 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project) adından da anlaşılacağı gibi mobil iletişim kurumları arasında yapılmış bir anlaşmadır. Kısaca işlerin karışmaması ve farklı farklı teknolojilerin ortaya çıkmaması için yapılmıştır. AMPS ise Bell Labs tarafından geliştirilen, 1983’te ABD’ye sunulan analog mobil iletişim sistemi standardı, artık birçok yerde destek verilmiyor.
Diğer kavramların bir kısmını ilk sayfada açıklamıştık, bir kısmını yazının ilerleyen kısmında yeri geldikçe belirteceğiz; bazılarına da gerek duymadığımızdan hiç değinmeyeceğiz.

1G
G burada İngilizcesi ‘generation’ olan nesil sözcüğünün kısaltılması. 1G de ilk nesil kablosuz ağ standartlarına verilen isim. 1G teknolojisi çıkmadan önce de kablosuz olarak iletişime geçen telefonlar vardı, ancak ilk ticari iletişim ağının Japonya’da 1979’da kullanılması ve 1981’de tam otomatik şebekelerin geliştirilmesi ile 1G dönemi başlamış oldu.

1G günümüzdeki teknolojiye göre oldukça geri kalmış bir teknolojiydi, öyle ki çok çabuk bağlantı kopabiliyor, çevresel etmenlere karşı çok fazla direnç gösteremiyordu, ayrıca analog veri bağlantısı kullandığından isteyen herkes görüşmeleri dinleyebiliyordu. Ayrıca günümüzde şebekelerin asıl kullanım amaçlarından biri haline gelen veri aktarımına da olanak sağlamıyordu.
Bu olumsuzluklara rağmen geniş kapsama alanı, yeterli iletişim kapasitesi, yük dağıtım olanağı, dolaşım ve hücreler arası geçiş desteğiyle dönemi için gayet yeterli bir iletişim sistemiydi.

2G

Adından da anlaşılabileceği gibi ikinci nesil kablosuz telefon ağı teknolojisinin ismidir. 1G’de olduğu gibi hücresel ağ sistemini kullanır. Ülkemizde şu anda etkin olan tüm şebekeler 2G çerçevesinde yayın yapmaktadır. 2G’nin 1G’ye en büyük üstünlüğü, hiç şüphesiz analog yayından artık sayısal yayına geçilmiş olmasıdır. Bu şekilde, daha yüksek ses kalitesi, daha yüksek kapasite, 1G’nin en büyük eksikliği sayılabilecek iletimde güvensizliğin şifreleme yoluyla önüne geçilmesi ve şebeke bilgisi gibi küçük verilerin aktarımı mümkün olmuştur.

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.
850/900MHz frenkansta çalışması için tasarlanan bir 2G standardı olan GSM, kullanıcı sayısının artması üzerine 1800MHz bandına taşınmıştır. Bu şekilde çok kullanıcı ile aynı anda iletişimin önü açılmış, ancak frekansın artmasıyla hücre yani baz istasyonlarının menzili düşmüştür.
GSM, kullanıldığı zamanlarda bile hattı meşgul eden bir sistemdir, bu durum zaman zaman karşımıza çıkan ‘Şebeke Meşgul’ uyarısının temel sebebidir. 2G’nin bu dezavantajı, 3G teknolojisinin geliştirilmesini gerekli kılmıştır.

2.5G, 2.75G

GSM, 9.6 Kbps veri aktarımını desteklemektedir, yani saniyede 1.2 KB. (8bit=1bayt) ilk 1G’den 2G’ye geçildiği zamanlarda bu veri iletimi gayet yeterli gelse de zamanla yetersiz kalmış, internetin de yaygınlaşmaya başlamasıyla HSCSD ve sonrasında GPRS standartları geliştirilmiştir. HSCSD aynı anda birçok kanalın kullanımı ile 43.2 kbps veri iletimini sağlayabilmiştir. GSM’de olduğu gibi kullanılmadığı zamanlarda da hazır durumda beklerken bile hattı meşgul etmesi, GPRS standartlarının geliştirilmesini sağlamıştır. BasKonuş (PTT, pust to talk) temelde GPRS’e dayanmaktadır.
GSM modülasyon tipinin değiştirilmesiyle EDGE adı verilen teknoloji geliştirilmiş, bu şekilde teoride saniyede 380 kbps veri iletimi sağlanabilmiştir. 2.5G GPRS ve EDGE teknolojilerinin 2G’ye eklenmesiyle oluşan standarttır.
Bazı yerlerde ise karşımıza EDGE teknolojisinin de 2G’ye eklenmesiyle 2.75G olduğu belirtilir, ara nesillerin kesin çizgisi olmadığı için yanlış olduğunu da söylenemez.

3G
Üçüncü nesil kablosuz iletişim teknolojisine verilen addır. 1G ve 2G gibi hücresel ağ sistemini kullanır. UMTS, bu teknolojinin bir getirisidir. 3G’de ses değil sayısal veri iletilir. Ayrıca GSM’in aksine, kullanıcı aktif olarak telefonunu kullanmadığı zamanlarda kullandığı zamana göre çok daha az kapasite harcar, hücreye çok daha az yük bindirir. Bu sayede 2G’de bahsettiğimiz en büyük sorun olan şebekenin aktif olarak kullanılmadığında da meşgul olması sorunu 3G ile aşılmıştır. Bu hizmet sağlayıcılara kapasitenin daha verimli kullanımına bağlı tasarruf olarak geri dönmektedir. 3G, yüksek hızda güvenli veri iletişimine imkan sağladığından, mesajlaşma, görüşme ve internet olanaklarının 2G’ye oranla çok hızlı ve güvenli bir biçimde kullanılmasına imkan tanımaktadır. Ayrıca konumlandırma hizmeti verilebilmektedir.

2G’de yükseltilen yayın frekansı 3G’de biraz daha yükseltilerek 2100/2400MHz’e çıkartılmıştır. Bu hücrelerin yayın alanının daha da daralmasına ve kapalı alanda iletişim sorunlarının oluşmasına yol açmıştır, zira frekansı artan dalganın girişkenliği azalır. 3G’nin eksik noktalarından bir tanesi de hareket halinde veri iletişimi yapıldığında hızın düşmesidir. Saatte 40km hızda 2Mbit veri iletişimi sağlayabilen 3G, 120km’ye çıkıldığında EDGE hızına düşer, 360km’de ise iletişim neredeyse sıfırlanır. Bu hız sorununun aşılabilmesi için HSDPA ve HSUPA teknolojileri geliştirilmiştir. 3G, ilk olarak 1998 yılında Japonya’da kullanılmaya başlanmış, 2003 yılında ise Avrupa’ya gelmiştir.

Ülkemizde 3G
Numara taşınabilirliğinin 3G için bir sorun olmaktan çıkmasıyla (Avea ve Vodafone numara taşınabilirliğinin sağlanmaması nedeniyle karşı çıkmıştı) 28 Kasım’da ülkemizde 3G şebeke lisansları ihaleye çıkmıştı ve sonunda lisanslar sahiplerini bulmuştu. Dört farklı bant olarak ihaleye açılan yeni nesil şebekede A tipi lisansı 358 milyon € ile Turkcell kazandı. B tipi lisansı için Vodafone ve Avea aynı teklifi verdiği için kura yöntemine gidildi ve Vodafone 250 milyon € teklif ile kazandı. Avea ise asgari tutar olan 214 milyon € ile C tipi lisansa sahip oldu. D tipi lisans için teklif gelmediği için bu ihale yapılmadı. 2009 Nisan başında Danıştay’dan ihalelere onay geldi 30 Nisan’da da operatörler ile anlaşma yapıldı. Onay sonrası şirketler hızlıca altyapı sistemlerini kurmaya başladılar.
3G ülkemize Japonya’dan tam 11 yıl, Avrupa’dan ise 6 yıl sonra uğrayacak. 3o Temmuz’da hizmet sağlayıcılar aynı anda 3G hizmeti vermeye başlayacak. Hız konusunda ise 3G çerçevesinde düşünüldüğünde dünya çapında hızlara ulaşılabildi, firmaların bu en yüksek hız yarışına ilişkin haberleri zaman zaman sitemizde görmektesiniz. Ancak 2010’da 4G’nin dünya genelinde oldukça yaygınlaşması bekleniyorken, bizim 2009’da 3G teknolojisine kavuşuyor olmamız oldukça düşündürücü.

3.5G, 3.75G
HSDPA’nın 3G’ye eklenmesiyle oluşan sisteme 3.5G, HSDPA ve HSUPA’nın 3G’ye eklenmesiyle oluşan sisteme ise 3.75G adı verilmektedir. HSDPA ve HSUPA’yı yazının ilk sayfasında açıklamıştık.

4G
Bu teknoloji tamamen IPv6’ya dayanmakta. Hizmet sağlayıcı ile bağlantıda olan her aygıt, şimdi internete girdiğimiz bilgisayarlarımızda olduğu gibi bir IP adresine sahip olacak ve telefonlar birbirleriyle bu adresler aracılığıyla iletişim kurabilecekler. Kapsama alanı içerisindeki her yer, günümüzdeki Wi-Fi ağları gibi bir kablosuz iletişim ağı olmuş olacak.
4G ile birlikte hareketli aygıtların ağa 100Mbps ve sabit aygıtların ise 1Gbps hızla bağlanması öngörülüyor. 4G teknolojisinin getirileri kullanıcılara çok büyük olacak, bunları şu şekilde özetleyebiliriz;

Aynı zamanda şimdikinden çok fazla sayıda eşzamanlı kullanıcı kapasitesi(şebeke meşgul sorununa çözüm),
Yeryüzündeki herhangi iki nokta arasında en az 100Mbps bağlantı hızı,
Sorunsuz ve hızlı bir bağlantı, çok daha rahat küresel dolaşım (roaming),
İnternete bağımlı tüm sektörlerde mobil iletişim rahatlığını artırma, (HDTV, gerçek zamanlı ses/görüntü, mobil TV gibi.),
Şu andaki kablosuz standartlarla uyum sorunu olmaması,

Paket anahtarlamalı ağ.
4G’nin aslında en önemli getirisi, sürekli doğrudan internete bağlı telefonları yanımızda taşıyacak olmamızdır. Şu andaki teknoloji ile sürekli internete bağlanmak maddî açıdan faturayı epeyce kabartacaktır, ancak 4G ile bunun çözülmesi öngörülmektedir. 100Mbps hızını destekleyecek olan mobil aygıtlar ile internet üzerinden DVD kalitesindeki bir yayını çok rahat bir şekilde izlenebilir, ya da yüksek kalitede TV yayını yapılması beklenmektedir. Ayrıca 4G tüm bu hizmetleri yüksek servis kalitesi ve yüksek güvenlik ile vermelidir.
4G’nin uygulamaya geçmesi aslında 2007 yılında WiMax ağlarının kurulmasıyla başlamıştır. WiMax 4G ile aynı banttan yayın yaptığından bu teknolojinin başlangıcı sayılabilir, ancak sabit bir noktadan yayın yapması ve hücresel yayın sistemini kullanmaması nedeniyle tam olarak 4G değildir.

4G, tam olarak 3G’de de değindiğimiz gibi 2010’da hizmet vermeye başlayacak, kullanıcıların bu yeniliğe ayak uydurması ise 2012’yi bulabilir. Ülkemize 4G’nin gelmesi için ise en azından 4-5 yıl beklenmesi gerekebilir, zira operatörler 3G için verdikleri ihale paralarını bir şekilde kullanıcıdan çıkartıp üzerine kâr da yapmak isteyecektir.

DÜNYA 4G’YE HAZIRLANIYOR

Yeni nesil telekomünikasyon çözümleri alanında faaliyet gösteren Huawei, yıl başında telekom operatörü TeliaSonera ile Norveç’in başkenti Oslo’da dünyanın ’’ilk’’ 4G/LTE (Uzun Vadeli Dönüşüm - Long Term Evolution) altyapısını kurmak üzere anlaşmıştı.

Geçen yıl ABD’de hizmet veren T-Mobile, LTE temelli ağ testini Almanya’da yapmş. Denemede, Bonn kentinde Ren nehrinin iki ayrı yakasında bulunan Deutsche Telekom binası ile T-Mobile binası arasında hareket eden bir araçtan veri alışverişi gerçekleştirilmişti.

Türkiye’de ise Turkcell, bu yıl içinde yaptığı testte, saniyede 170 Mbps üzerinde bir hıza ulaşmıştı.

Sonuç
Malesef teknolojiyi geriden takip ediyoruz. Pastadan pay almak şöyle dursun, arta kalan kırıntıları ancak toparlayabiliyoruz. Öyle ki, 3G’yi Japonya’dan 11, Avrupa’dan 6 sene sonra kullanmaya başlayacağız. Ülke olarak iyi yaptığımız işlerden olan ’üretemiyorsan ithal et’ düşüncesini bile bu alanda uygulayamamışız. İşin içine hizmet sağlayıcılarımızın altyapı eksikliği ve açgözlülüğü gibi etkenler de girince, bizde 3G sistemi oturana kadar şimdi 4G’nin arifesinde olan ülkeler 2010’da 4G’ye merhaba diyecekler.