Mobil Teknoloji ve Cep Telefonu Haberleşme Sistemleri

Mobil haberleşme sistemleri gün geçtikçe hayatımızın içerisindeki rolünü genişleterek devam etmektedir, bu sistemlerin içerisinde; kullanım kolaylığı ile ve sağladığı mobilite imkanıyla şüphesiz baş köşeyi cep telefonlu şebekesi (teknolojisi) almaktadır.

Kablosuz ağ teknolojileri; zamanla telefon, telgraf, radyo ve bilişim sistemlerinde yaşanan gelişmelere bağlı olarak değişerek gelişmiş ve çeşitlenmiştir. Kablosuz ağların veri taşımak için kullandığı elektromanyetik dalga: kızılötesi, morötesi, gama ışını, x ışını, radar, radyo ışını dalgalarını içermektedir. Bu kavramlarla oluşan; kızılötesi iletişim, bluetooth, Wi-Fi ve GPRS gibi yeni teknolojiler gelişmiş ve uluslararası bazı standartlar belirlenerek kullanılmaya başlanmıştır.

Bunlardan: İEEE 802.11, Bluetooth, IrDA (Infrared Data Association), Kızılötesi, GPRS ve Wi-Fi standartları ve teknolojileri en bilinenlerdir.

Hücresel haberleşme ağı: radyo dalgası ile bölümlendirilmiş hücre adı verilen kapsama alanları kullanılarak mobil iletişime imkan sağlayan kablosuz ağ çeşididir.

Gelişim ve kullanım alanlarına göre beş (5) nesilde inceleyebiliriz.

Not: 5G (Beşinci Nesil) hariç tutulmuştur

Bunlar :

– 1G (Birinci Nesil)

– 2G (İkinci Nesil)

– 2.5G (2,5 Nesil ‘Geçiş için ara nesil’)

– 3G (Üçüncü Nasıl)

– 4G (Dördüncü Nesil)

1G (Birinci Nesil) Sistemler

1G (Birinci Nesil) Sistemler; yalnızca ses iletişimi sağlanmış analog sistemlerdir.

Hücresel telefon sistemi 1947’de ortaya çıkmış ve sınırlı frekansta birçok kullanıcı sistemlerin haberleşmesi geliştirilerek 1980 yıllarının başında analog tam dubleks FM (Frekans Modülasyon) hücresel mobil haberleşme sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.

– ABD 1979 AT&T ve Motorola ile AMPS (Advanced Mobile Phone Services – Gelişmiş Mobil Telefon Sistemi)

– İngiltere’de 1985 Bitish Telecom ile TACS (Total Access Communication System – Bütünsel Erişimli Haberleşme Sistemi)

– Avrupa’da 1970 yılların sonlarında NMT (Nordic Mobile Telephone) teknolojisini kullanmaya başlamış ve 1981 yılında ise Türkiye dahil Fransa, Belçika, Hollanda, Macaristan ve Avusturya’da araç telefonu alt yapısı olarak kullanılmıştır.

2G (İkinci Nesil) Sistemler

2G (İkinci Nesil) Sistemler, 1G (Birinci Nesil) Sistemlerde yaşanan problemleri sayısal sistem kullanarak ortadan kaldırmış, böylece frekans band genişliği daha verimli kullanılmıştır.

Sayısal mobil iletişim sistemleri 1990 yıllarında kullanılmaya başlandığında 4 (dört) yeni standart ortaya çıkmış, CEPT (Conference on European Post and Telecommunications Standards Institute – Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü) tarafından GSM, TDMA, PDC ve CDMA olarak belirtilmiştir.

Bu standartlardan ülkemizde en yaygın ve bilineni GSM‘dir. İlk olarak 1980 li yıllarda GSM sistemleri kullanılmaya başlamış, hızla gelişmiş ve 1990’lı yıllarda tüm dünyada kullanımı yaygınlaşmıştır.

GSM ismi ‘Global System for Mobile’ kelimelerinin kısaltılmasından gelmektedir. Ülkemizde 1994 yıllarında kurulmaya başlanılan sayısal mobil iletişim ağında GSM standardı kullanılmıştır.

GSM Mimarisinde 4 (Dört) ana bileşenden bahsedilir :

– Cep Telefonu (Mobil Station – MS) : GSM iletişiminde kullanılan içerisinde sim kart barındıran temel iletişim cihazı.

– Baz İstasyonu Sistemi (Base Station System – BSS) : Cep Telefonu (Mobil Station – MS) ile sayısal hava ortamında, Santral Sistemi (MSC) ile veri hatları üzerinden bağlantı gerçekleştirerek bu ikisi arasındaki bağlantıyı sağlayan sayısal ve RF ekipmanlarından oluşan sistem.

– Baz İstasyon Kontrolörü (Base Station Controller – BSC) : Baz İstasyonu Sisteminin bir kısmıdır, kaynak yönetimini kontrol eder.

– Santral Sistemi (MSC) : Şebeke Anahtarlama Sisteminin bir kısmıdır, bu ekipman şebeke içinde ve diğer şebekelerle olan tüm anahtarlama fonksiyonlarını yerine getirir.

GSM şebekesinde bir çağrının aktarım süreci kısaca şu şekildedir :

– Abone mobil istasyona (MS-Mobil Station) ulaşır

– Ana istasyon alt sistemi (BSS-Base Station Subsystem) mobil istasyon ile birlikte radyo bağlantılarını kontrol eder ve Network alt sistemi (NSSNetwork Subsystem) mobil telefondan mobil ya da sabit telefonlara yapılan aramaları yönlendirir, mobil telefonun şebeke ile ilgili ayarlarını düzenler

– Mobil terminale gelen çağrı geçide (MSC-Mobile Services Switching Center) yönlendirilir ve Yerel ve ziyaretçi konum bilgileri (HLR-Home Location Register – VLR-Visitor Location Register) kullanılarak çağrı aboneye yönlendirilerek aktarım gerçekleşir.

2.5G (2,5 Nesil ‘Geçiş için ara nesil’)

2.5G Sistemler, ikinci nesil sistemlerin ses aktarımı temelinde çalışması sonucu, başta görüntü aktarımı olmak üzere veri aktarımını ihtiyacını sağlıklı olarak karşılayamadığı için, ikinci nesil (2G) ile üçüncü nesil (3G) arası bir geçiş sistemi olarak gelişmiştir.

Gsm sistemi üzerine aşağıdaki gibi teknolojik mimariler eklenerek kullanılmıştır:

– GPRS (General Packet Radio Service – Paket Anahtarlamalı Radyo Hizmeti ‘115 Kps hızda’)

– EDGE (Enhanced Data Rates in a GSM Evolution – GSM’in Gelişmesi İçin Geliştirilmiş Veri Hızları ‘384Kbps’ye kadar hızda’ )

– HSCSD (High Speed Circuit Switched Data – Yüksek Hızlı Şebeke Anahtarlamalı Veri ‘64 Kpbs’ye kadar’)

3G (Üçüncü Nesil)

3G ,Üçüncü Nesil sistemler çoklu ortam uygulamalarının yaygınlaşması ve hızlı haberleşme ihtiyaçlarının artması gibi nedenlerden dolayı ortaya çıkmıştır ve aşağıdaki özellikleri desteklemektedirler:

– Paket bağlantılı hizmetler ve gerçek zamanlı görüntü aktarımı

– Çok daha iyi ses kalitesi

– Simetrik ve asimetrik veri alışverişi

– Çoklu ortam hizmetleri kullanımı

– Çok daha büyük kapasiteli ve geliştirilmiş frekans kullanımı

Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) 3G teknolojisine ait standartları IMT-2000 sistemi ifadesi altında geliştirmiştir. Bu sistem ile kablosuz sistemler, uydu sistemleri ile mega, makro, mikro, piko hücresel mobil sistemlerin birlikte çalışması hedeflenerek paket ve devre anahtarlamalı veri iletişiminde 2Mbps’ye kadar veri hızı desteklenmiştir.

Üçüncü nesil haberleşme sistemlerinden UMTS (Universal Mobile Telecommunication System – Uluslararası Mobil Haberleşme Sistemi) ile paket ve devre anahtarlama sistemleri aynı anda kullanılarak yüksek kapasite veri aktarım hızına ulaşılmıştır.

4G (Dördüncü Nesil)

4G (Dördüncü Nesil) sistemler: 3G ,Üçüncü Nesil sistemlerde oldukça ilerleme kaydedilmiş olsada ses iletimi temelinde tasarlanmış oldukları için beraberinde getirdiği bazı erişim, hız ve kapasite sorunları yaşanmasını ortadan kaldırmak üzere herhangi bir yer ve herhangi bir zaman diliminde, her türlü iletişimin kurulmasının sağlanması amacıyla; veri temelli bir işletim sistemi olarak, geniş kapsama alanı ve yüksek veri hızı sağlayan paket anahtarlamalı yeni bir sistem olarak doğmuştur. 2010 yılı itibari ile kullanılmaya başlanmıştır.

4G (Dördüncü Nesil) sistemler ile tamamen ip tabanlı olarak kablolu ya da kablosuz iletişim sağlamaktadır. Bu sistemler LTE, WiMax ve WiBro standartlarını desteklemektedir. Mobil cihazımızla doğrudan internete bağlı olarak her an iletişim kurmamızı sağlar.

Dördüncü Nesil sistemler ile aşağıdaki hizmetler sağlanmaktadır :

– Önceki sistemlerde kullanılan standartlarla uyumlu çalışabilmektedir.

– IP tabanlı sistem, yeni servisler ve düşük maliyetle esnek kullanım sunmaktadır.

– Paket anahtarlamalı ağ yapısı ile gönderilen veri paketlerini güvenli olarak karşı tarafa ulaştırabilmektedir.

– Birden fazla ağ arasında küresel dolaşım sağlanabilmektedir.

– Hücre başına eş zamanlı olarak daha fazla kullanıcı kapasitesi için şebeke kaynaklarının dinamik kullanımı ve paylaşımını sağlamaktadır.

– Sabit mekanlarda 1Gbps, hareket hâlinde en az 100Mbps bağlantı hızıyla iletişim kurulabilmektedir.

– Çok hızlı ve sorunsuz bağlantı kurabilmektedir.

– Heterojen şebekeler arası yumuşak hücre aktarımı sağlanmaktadır.

– HD (High Definition – Yüksek Çözünürlük) görüntü aktarımı WiMAx veya LTE gibi teknolojiler ile yapılan yüksek veri aktarım hızları sayesinde mümkün hale gelmiştir.

Mobil iletişimin hayatın her alanına taşıması ve nesnelerle haberleşme yeteneğinin kazandırılmasını hedefleyen : yeni nesil sağlık sistemleri, enerji sektörü, akıllı ulaşım ve akıllı şehir sistemleri gibi birçok konuda yüksek hızda veri alışverişini destekleyen 5G (Beşinci Nesil) sistemlerine ayrı bir başlık altında kaleme alacağız.