ÜÇÜNCÜ NESİL KABLOSUZ(TAŞINABİLİR) TELEFON İLETİŞİM SİSTEMLERİ VE İNSAN HAYATINDAKİ ÖNEMİ

Transkript

1 ÜÇÜNCÜ NESİL KABLOSUZ(TAŞINABİLİR) TELEFON İLETİŞİM SİSTEMLERİ VE İNSAN HAYATINDAKİ ÖNEMİ Cemal Kavalcıoğlu ( BSc., MSc. ) Yakın Doğu Ünirsitesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü neu.edu.tr; hotmail.com ÖZETÇE Neden yeni nesil kablosuz telefon sistemleri gereklidir, bu yazıda amaç bu sistemlere insanların teşvik etmelerini sağlamak Uluslararası Telekomunikasyon Birliğinin bu sistemler için geliştirilen iskeletin (çatının) oluşumundaki rolüdür. Ayrıca üçüncü nesil kablosuz telefon sistemlerinin çok önemli özellikleri bu gibi sistemlerin yayılması için piyasa baskılarının rolü de ele alınmıştır. WAP (Wireless Application Protocol), kablosuz internete imkan tanıyan önemli bir teknolojidir. WAP kablosuz uygulamanın gelişmesi için kurulan bir şartnamedir ki, farklı el iletişim setleri taşıyıcıları üzerinde de uyarlanabilir. Genellikle, WAP için en genel taşıyıcı GSM (Global System for Mobile Communication) dur ki, GSM ikinci nesil kablosuz bir sistemdir. Bununla birlikte GSM in heryerinde diğer iletişim bağlantıları ile karşılaştırıldığı zaman (PSTN- Public Switched Telephone Network -56 kbps gibi) sadece diğer sistemlere göre oldukca yavaştır ki bu sadece 9.6 kbps dan 14.4 kbps a kadardır. Daha çok kullanıcıları desteklemek için daha rimli içeriği olacak yeni nesil kablosuz iletişim sistemleri bu sebeblerdenden dolayı gereklidir. 1. GİRİŞ Kablosuz telefon iletişim endüstrisindeki olağanüstü büyüme, son on yıldaki başarı haberlerinden biri olmuştur. Gelişen ülkelerde büyüme oranları sene başına 165% lere kadar ulaşmıştır, hemen hemen ayda beş milyon yeni kablosuz telefon kullanıcıları anlamına gelir ki dünya çapındaki piyasalar kablosuz telefon iletişim için büyümeyi bugünün yaşam koşullarına göre 200 milyon kullanıcı olarak tahmin etmektedirler, bu kullanıcıların 2015 e kadar 2.4 milyar dolaylarına ulaşacağını tahmin etmektedirler. 21. yüzyılın sonlarında global telekomunikasyona doğru kablosuz iletişim olananaklarının sabit iletişim olanaklarını yetisip sollayacağı düşünülmektedir. Şekil-1 gelecek yüzyıldaki beklenen büyümeyi göstermektedir. Şekil-1: Dünya kablosuz telefon abonelerinin 2010 yılına kadar beklenen büyümesi (Kaynak: UMTS- The next generation of mobile radio, IEE Review, March 1999, pp ) [3] Şu açıktır ki, kablosuz iletişim bundan sonra gelecek olan toplumun önemli bir parçasında da rol oynayacağı düşünüldüğü için kurulmuştur. Ayrıca, Dünya ekonomisinin globalleşmeye doğru eğilimi ile istenilen o dur ki, iletişimin global olarak yer alabilecek bir konuma getirilmesi ancak Herhangi bir yerde-ne zaman olursa olsun sloganını gerçekleştirmekle olur. Fakat bugünün kablosuz telefon endüstrisi ile bu mümkün değildir. Bugünün iletişim manzarası, donanımlarının geniş çaptaki çeşitliliği ile farklı çeşit şebekeler sağlamak için sunulan uluslararası bir çarşı olduğunu göstermektedir. Bunlar birinci nesil analog hücresel, ikinci nesil dijital hücresel, analog dijital kordonsuz, kara, deniz hava ulaşımı için uydu şebekeleri sabit şebekeler gibi sistemleri içerir. Bu duruma rağmen, bazı daha yeni sistemler ki benzer çalışma ilkeleri ile çalışıyor, bunların pek çoğu birbirleri ile zıttır. Varolan kablosuz telefon sistemlerinin diğer bir dezavantajı da bu sistemlerin yüksek frekans genişliğindeki uygulamaların desteklenmesine yatkın değillerdir ki, bu çeşit sistemlere kullanıcılar bugünlerde rağbet ettikleri gibi gelecek yüzyılda da rağbet edeceklerdir. Bugünün hücresel sistem telefonları genellikle en yüksek 9600 bits/sec hızında çalışırlar ki, bu yüksek kalitedeki radyo sinyalleri ile iletilen sistemlerde yüksek hızdaki internet bağlantıları gibi uygulamaların desteklenmesinde oldukça yavaştır. Bu açıktır ki, yeni nesil kablosuz hizmetler yukarıda belirtilen 28

2 problemlerin çözümüne adres olarak gösterilecek bir ihtiyaçtır. Bu yeni nesil kablosuz hizmetler üçüncü nesil kablosuz telefon sistemleri olarak tanımlanabilir. Ayrıca 3G sistemler olarak da adlandırılabilir. Uluslararası Telekomunikasyon birliği (ITU-International Telecommunications Union) on yıl önce bu çalışmaya başlamıştır yeni sistemler için bir iskelet (çatı) yaratarak geniş çapta kapsamlı bir çalışma ile başarılı olmuştur. Bu proje bugünlerde IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) olarak bilinmektedir. Bunun amacı kablosuz ulaşımı geniş çaplı telekomunikasyon altyapı tesisleri yoluyle hem uydu hemde karasal sistemlere, sabit (durağan) hizmetlere, yerel kablosuz telefon kullanıcılarınıa kişisel şebekelere sağlamaktır. En büyük hedef oturmaya elrişli yalnızca evlerden oluşan yerler, büro, hücresel uydu ortamları için tek bir sisteme sahip olmaktır. Üçüncü nesil kablosuz telefon sistemlerinin Avrupa ile ilgili uyarlaması (UMTS- Unirsal Mobile Telephone System) olarak bilinmektedir. UMTS IMT-2000 in yapısında çekirdek rolü oynayacaktır. 2. 3G NEDİR? 3G yeni nesil kablosuz iletişimdir bunun gelişmesinde başlangıcı ITU nun (International Telecommunication Union) IMT-2000 olarak isim rdiği sistem oluşturmaktadır. 3G sistemlerin çoğu birbirinden farklı zıt 2G sistemlerinden geliştirilmiştir. CDMA (Code Division Multiple Access), GSM (Global System for Mobile Communication) TDMA (Time Division Multiple Access) gibi sistemler buna örnektir, Bu yüzden IMT-2000 standartı 3G nin içindeki farklı sistemlerin uyuşmasını iç çalışmasını kesinleştirecektir. Şekil-2: 3G kablosuz telefon sistemlerine bir örnektir. 3G geniş bandlı packet-based bir sistemdir. Bu sistem metin iletimi, dijital ses, video çok kitleli iletişim araçlarında kullanılabilir, ri oranları sabit ya yerinde duran kablosuz çevre için 2 Mbps a kadar kablosuz telefon çevresinde de 384 kbps a kadar ulaşmaktadır. Bundan başka 3G sistemleri ayrıca kablosuz telefon kullanıcılarına dünyanın herhangi bir yerinde yerleşmiş olsa da sorunsuz istikrarlı hizmetler olanağı sunmaktadır. Aşağıdaki tablo kablosuz sistemlerin değişimini göstermektedir. Tablo-1: Kablosuz sistemlerin değişik nesillere gore değişimi 1G 2G 3G Sistem Analog Dijital Dijital Başlıca önemli sistemler AMPS, NMT, TACS GSM, CDMA, TDMA Uygulama Ses Ses+küçük devre ri kontrolü Yerel Abone Hız Özellikler 500k dan küçük Analog sinyale bağlı Değişken, eksik kaplama alanı yetersiz ses kalitesi Yaklaşık 3.9 M 9.6 kbps kbps Daha günli, kullanılabilir ri hizmetleri, daha geniş kaplama alanı, daha sağlam, daha fazla kullanıcıya olanak sağlar daha iyi ses kalitesi W-CDMA-DA, CDMA-2000 Ses+packet-control ri 5 M den fazla Kablosuz telefon için 384 kbps yerinde durağan sistem(sabit)sistem için 2 Mbps Çok kitleli iletişim araçları rileri, kapasite düzeyi, internete bağlantı herzaman aktiftir 3. 3G NİN DİĞER SİSTEMLERDEN FARKI NEDİR? 3G sadece frekans bandı genişliğindeki atılım ya ilerleme değildir. Ayrıca kablosuz sistemlerin kullanımındaki yolu da değiştirecektir. 3G nin packetswitched bağlantı internet protokolünü (IP) kullandığından beri ki, bunun anlamı terminal hemen hemen herzaman şebekeye bağlıdır. Daha büyük band genişliği daha yeni (video conferencing çok kitleli iletişim araçlarının akışları gibi) hizmetlere imkan tanıyacaktır. 3G sistemi ayrıca VHE (Virtual Home Environment) ile kullanıcıya ister evde, ister işyerinde olsun çok net karasal uydu bağlantılarının birleşmesi ile ki, kullanıcı roaming kullanıcı durumuna geliyor aynı hizmetlere sahip olmasını da sağlamaktadır. 3G kullanarak insanlar dijital bilginin tüm çeşitlerine ulaşabilir. (müzik, fotoğraflar, video televizyon gibi) Bundan başka video-conferencing, elektronik ödeme positioning hizmetleri de mümkündür. Ayrıca 3G daha iyi iş fırsatlarını da tanıtacaktır. (kablosuz telefon ile on-line alışriş on-line ödeme gibi). Aşağıdakiler 3G nin insan hayatına nasıl kaynaşacağını gösteren birkaç senaryodur. İŞ: İşciler evde ya büro dışında çalışabilirler 3G terminallerini kullanarak istenilen bilgilerine 29

3 ulaşabilir onların birleştirici Intranet ile (aynı şirkette ya organizasyonda çalışanlar arasında gönderilen bilgisayar mesajlarını sağlayan sistem ki internete benzer fakat daha küçük olan sisteme INTRANET denir). On-line site bakım mühendisleri detaylar için elle yapılan havalelere kullanıcıların 3G terminalleri yoluyla ulaşabilirler. BOŞ VAKİT: Herkes kendi banka bakiyesini, ödenecek faturalarını, rezervasyon yapmayı, televizyon izlemeyi, müzik dinlemeyi ki, internetten download yaparak taşıyabilir (Bilgileri bilgisayarın bir tarafından diğer bir tarafına modem yardımı ile aktarmaya DOWNLOAD denir). Turistler en son tur kılavuzlarını elde edebilir, lisan çeviri araştırması elektronik ödemelerini kendi terminalleri yoluyla yapabilirler. Bundan başka evde bulunan araçlar radyo modemin içine kurulabilecektir ki, bu 3G terminalleri yoluyla uzaktan kontrol teşhis etmeyi sağlayacaktır. 4. 3G İÇİN YENİ TERMİNALLER Son yirmi yılda kablosuz telefon en hızlı satılan iletişim aracı olmuştur. Önceden tahmin ediliyordu ki, 2002 ye kadar dünya etrafında bir milyar kablosuz telefon kullanıcısı olacaktı Gartner grubunun tahminine göre B2C (Business-to- Customer) elektronik ticaret sisteminin 2002 de 30-50% dolaylarında kablosuz telefon araçları yoluyla idare edileceğini tahmin ediyorlardı. 3G terminalleri 2G terminallerinden daha değişik terminallere sahip olacaktı, fakat çoğunlukla kablosuz telefonların görünüşlerinde ya internet sayfalarını göstermek için daha büyük ekranlar ya ekranda konuşulan kişinin yüzünü görmek gibi özellikler bulunuyordu. İleride internet ağında öyle bir gezinme elektronik posta kapasitesi, daha küçük şık telefonlarda olacaktır. Bundan başka video telefonları, kola takılan iletişimciler, avuçiçi bilgisayarları telefon modem kartları, taşınabilir bilgisayarlar için daha kullanışlı olacaktır. hizmetlerini ses komutları ile yapmasına olanak recektir. 5. 3G SİSTEMİNİN ÖVGÜ DOLU (HAYRANLIK BELİRTEN) BAZI TEKNOLOJİLERİ WAP iletişim protokolleri için ayırıcı bir özelliktir, nedeni ise kablosuz cihazların ki, internet ulaşımı için (elektronik posta World Wide Web içermektedir) izlediği yolu tek tipe indirip standart haline getirmektir. 5.1.WAP(Wireless Application Protocol) Nedir? W AP geniş çaplı açık bir özelliktir ki, kablosuz telefon kullanıcılarına, kablosuz cihaz ile birbirini etkileyen bilgi hizmetlere kolayca ulaşmasına izin rir. iletişim örneği Şekil-4: WAP teknolojisini gösteren bir kablosuz Bluetooth sistemi ise kablosuz telefonlar, bilgisayarlar, PDA (Personal Digital Assistant) küçük cihazların birbirleri ile kolayca nasıl bağlantı kurabileceğini belirleyen önemli bir özelliktir. Bunu bir örnekte açıklarsak kablosuz telefon ile internet üzerinden 3G sistemini kullanarak alışriş yapmak ödemesini de elektronik cüzdan vasıtası ile yapabilir ki, bu sistem Bluetooth sistemi kullanarak 3G terminalleri ile bağlantı kurabilir. 5.2.Bluetooth Nedir? Bluetooth kısa-menzilli telsiz bağlantısı kullanarak kablosuz telefonlar, kablosuz PC ler, el bilgisayarları diğer ikincil cihazlar arasındaki bilgi değişimine imkan tanıyan kablosuz ama fazla etkili olmayan bağlantılardır. Şekil-3: İnternete bağlı geniş ekranlı kablosuz telefonlara bir örnek İlk defa kullanılacak yeni sese-dayalı arabirim yardımıyle insanların kablosuz telefonla iletişim 6. ÜÇÜNCÜ NESİL SİSTEMLERİN ÇOK ÖNEMLİ ÖZELLİKLERİ Esneklik 3G kablosuz telefon sistemleri hem karasal hemde uydu esasına dayalı sistemlerin değişikliklerini birleştirebilecek bu değişiklikleri geniş çaplı 30

4 başlangıç bitiş noktaları belli olmayan ulaşıma doğru rebilecektir. (Şekil-5 de görülüyor). Bu dünya çapındaki küçük cep terminallerinin hazırlığı da IMT-2000 UMTS bünyesinde önemli bir amaçtır. Yüksek ri hızı 3G kablosuz telefon sistemleri yüksek hızda geniş bandlı hizmetlerdeki değişiklikleri destekleyecektir ki, bunlar değişik çevrelerin işitsel, video, çok kitleli iletişim araçları, internet, ri konuşma hizmetlerini içermektedir. 3G sistemlerinin bunu başarmak için her kullanıcı için, her çalışma çevresi için bunu sağlamakla yükümlüdür. (Şekil-5 de görülüyor). Gelecekteki kablosuz telefon sistemlerinin yapısı farklı kaplama grubu ile bölgelerine ayrılacaktır. Bu bölgelerin bazıları özel olarak çalışacak, buna rağmen diğerleri de herkese açık çalışabilecektir. Pico-celler tipik olarak bina alanlarını kaplarken, Micro-celler ile yoğun kaplama alanları yani kentsel alanlarda kullanılacaktır. UMTS modelinde bu çevrelerde oranların 2 Mbits/sec a kadar ulaşacağı beklenmektedir. Macro-celler geniş alan kaplamasını sağlayacak 384 kbits/sec dolaylarında ri olanları recektir. Son olarak uydu parçaları da 144 kbits/sec ri oranlarından başlayarak terminallere recektir. gelişiminde çok önemli yatırımlar yapılmıştır. Son on yıla baktığımızda üçüncü nesil sistemlerin tamamlanması için geçici aşamalar olması gerektiği görülmektedir. Şekil-6 üçüncü nesil sistemler için beklenen gerekli geçici dönemleri göstermektedir. Şekil-6: Kablosuz telefon sistemlerinin farklı nesiller için geçmesi beklenen gerekli geçici dönemler (Kaynak: The Evolution of Personal Communications, IEEE Personal Communications Magazine (Volume 1, Number 2), Second Quarter 1994.) [5]. Ekonomik Ticari başarı için 3G sistemlerinin bugünün kablosuz telefon sistemlerine oranla çok pahalı olmayan orta dereceli insanların da ödeyebileceği bir konumda olmalıdır. Frekans Band genişliği yeterliliği İstikrarlı radyo frekansı band genişliği için rimli kullanım uygun fiyatlı hizmetler sağlamakla olur, öncelikle bu başarılmalıdır. IMT-2000 temelli sistemler bunun için MHz MHz frekans bandlı sistemleri seçmişlerdir. Şekil-5: Gelecekteki kablosuz telefon sistemlerinin dünya çapında tüketiciler için başlangıç bitiş noktası belli olmayan uç-uca hizmetlerin nasıl sağlanacağı gösterilmektedir (Kaynak: Rupert Goodwins, UMTS proposes new technologies to impro Wireless Communications, PC Magazine, May 1999, pg50.) [2]. Bir arada olabilirlik 3G hizmetleri mevcut şebekeler ile birarada olabilmelidir. İkinci nesil hücresel şebekelerin Geniş bandlı farklı hizmetlerin görünüşü hizmet çevreleri, IMT-2000 sistemleri için yeni bir şebeke yapısının gerekliliğidir. IMT-2000 temeline dayalı sistemler de ortak tek tip esnek platformlar esas alınacaktır ki, dünya çevresinde sabit kablosuz telefon piyasalarının isteklerini karşılayabilsin. Şekil-7 bunun nasıl başarılabileceğini göstermektedir. Şeklin sol tarafı varolan ikinci nesil komuta-merkezleri şebekelerini gösteriyor ki, bu şebekenin merkezinde bulunan depolanmış program dijital komuta merkezi tarafından kontrol edilmektedir. Bu (MSC-Mobile Switching Center) olarak bilinir. Şeklin sağ tarafı ise IMT-2000 temeline dayanan sistemleri göstermektedir ki buna benzer bir şebeke yapısına sahip olacaktır ki, internetin esnek yapısı ile merkezde tek kontrol olmayacaktır. 31

5 Bu yazıda ele alınan yeni binyıl 3G sistemleri sadece geniş çaplı iletişime değil ayrıca geniş çaplı geniş frekans bandındaki hizmetlere de (Çok kitleli iletişim araçları uygulamalarına yüksek internet ulaşımı gibi) yeni bir çehre kazandırmıştır. Üçüncü nesil kablosuz telefon sistemlerinin başarısı piyasa baskılarına bağlıdır. Üçüncü nesil sistemler sadece söz rilen hizmetleri dağıtmamalıdır, ayrıca kullanıcıya fiyatını da cazip hale getirmelidir. UMTS ruhsatlarının başarısı ki 1999 yılının yazında Birleşik Krallık tarafından ödüllendirilmiştir, bu üçüncü nesil kablosuz telefon sistemlerinin başarılı olacağına ilk işareti sağlamıştır sağlamaya da devam edecektir. 9. KAYNAKLAR Şekil-7: Geniş bandlı kontrol ünitesinin değişimi gösterilmektedir (Kaynak: UMTS - The next generation of mobile radio, IEE Review, March 1999,pg [3] 7. PİYASA BASKILARININ ÜÇÜNCÜ NESİL SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Yukarıda tanımlanan özelliklerin başarı ile gerçekleştirilmesi üçüncü nesil sistemlerin başarılı olacağının garantisi değildir. Sonunda IMT-2000 esasına dayanan sistemin başarılı olup olmadığını piyasa baskıları belirleyecektir. Bu yüzden teşvik eden özendirici yenilikler yaratmak için rekabete dayanan çevreyi korumak üreticiler için önemlidir. Yeni 3G (UMTS) sistemi için ruhsat çıkaran ilk ülkelerden bir tanesi 1999 yılının yazında Birleşik Krallık olmuştu. Bu ruhsatlara ilgi umulandan, deklare edilenden yüksekti, (Bunu Financial Times Mobile Communications Newsletter-issue 249, 1 October 98 de görebiliriz). Bunlar daha önemli telekomunikasyon şirketleri Vodafone, Cellnet, Cable & Wireless v.s... gibi sıralanabilir. Bu ruhsatların önemi kısa sürede 3G sistemlerinin geleceğini belirleyebilirdi. Yüksek ihale fiyatı geniş çaplı piyasaya güçlü bir artış sağlayacaktı, oysa yetersiz başarısız bir ihale 3G sistemlerinin geniş çaptaki piyasasının büyüklüğü üzerinde kuşku uyandırabilirdi. [1] Kavalcıoğlu Cemal, Analysis of Wireless Communications Systems and Traffic Modeling Master Thesis, Graduate School of Applied & Social Sciences, NEU, June [2] Rupert Goodwins, UMTS proposes new Technologies to impro Wireless Communications, PC Magazine, May 1999, pg.50 [3] UMTS- The next generation of mobile radio, IEE Review, March 1999, pg [4] IMT-2000, The next challenge, ITU News, January [5] The Evolution of Personal Communication, IEEE Personal Communications Magazine (Volume 1, Number 2), Second quarter [6] Evaluation of Radio Transmission Technology for IMT-2000 to start : home.intekom.com/cellular/evaluationof3g [7] IMT-2000 Brochure: index.html [8] ITU takes mobile into the third millenium features/feature4.html [9] 8. SONUÇ Geniş çaplı kablosuz telefon gelişimindeki hızlı büyümeyle üçüncü nesil kablosuz telefon iletişim sistemlerinin gelişmesi için, dünya ekonomisinin globalleşmesiyle uzun süreli beklentiler sağlamlaştırılmıştır. 32