İlgili İçerikler

Bu hafta gündemdekiler

5G teknolojisinde evrimsel adım 5G Advanced

Nokia-new-globaltechmagazine5G-Advanced, 5G teknolojisinde bir sonraki evrimsel adımdır. Bu teknoloji, salt bağlantı sağlamanın ötesine geçip 5G’nin olanaklarını yeni ve gelişmiş bir seviyeye taşıyacak ve dikey (vertical) sektörler için daha geniş kullanım imkanları sağlayacak. Gelişmiş mobilite ve yüksek güvenirliğe sahip ileri uygulamaları desteklemesi yanında, ağ performansını yükseltecek olan yapay zeka (Artificial Intelligence -AI) ve makine öğrenimi (Machine Learning -ML) başlıklarını da destekleyecek. Ayrıca spektral verimlilik ve enerji tasarrufunda daha fazla iyileştirme sağlayacaktır. Bu yazımızda 5G-Advanced çağının neler getireceğini, hayatımızın nasıl değişeceğini ve oraya nasıl gideceğimizi inceleyeceğiz.

5G ağlarının kurulma hızı -ilk aşamalarında bile- 4G/LTE ağlarını geride bıraktı. İlk LTE lansmanından iki yıl sonra, 60 tane şebekede 25 milyon abonelik vardı. Buna karşılık, ilk 5G lansmanından iki yıl sonra 155 şebekede 340 milyon abonelik gerçekleşti. GSMA Intelligence (Bağımsız mobil endüstri medya kuruluşu), 5G bağlantılarının 2022’nin sonuna kadar dünya çapında 692 milyon aboneye ulaşacağını tahmin etmişti. Gerçekten de Güney Kore ve ABD gibi bazı pazarlarda 5G şimdiden nüfusun yüzde 80’inden fazlasını kapsıyor. Nokia ticari 5G hizmetlerini başlatan ülkelerin büyük çoğunluğuna 5G ağları sunarak bu gelişmelerde önemli bir rol oynuyor.

Standartlar kuruluşu 3GPP, geliştiricilerin şebekelere yeni işlevler uygulamalarına yardımcı olmak için tamamen yeni bir hücresel sistemi tanıtan ‘Sürüm 15’te (Release 15) dünyanın ilk 5G Yeni Radyo (NR) çözümünü standartlaştırdı. Bu sürümde önemli iyileştirmeler üç alanda gerçekleşti: Gelişmiş mobil geniş bant (eMBB), ultra güvenilir düşük gecikme süreli iletişim (URLLC) ve büyük makine tipi iletişim (mMTC).

Sürüm 15, 4G’ye bağımlı olarak çalışan (Non-Standalone-NSA) 5G teknolojisinin temelini oluşturdu, ancak bunlar, uçtan uca hizmetlerin sağlanması için hâlâ 4G LTE altyapısına dayanıyordu. Gerçekten de birçok operatör, özünde daha önceki LTE hizmetlerine benzeyen gelişmiş eMBB veya Sabit Kablosuz Erişim (FWA) teknolojisine sahip ticari 5G hizmetleri başlattı. Bununla birlikte Güney Kore gibi bazı daha gelişmiş pazarlardaki operatörler, cloud gaming, Artırılmış Gerçeklik (AR), Sanal Gerçeklik (VR) ve 4K video gibi 5G’nin daha gelişmiş yeteneklerini kullanan yenilikçi tüketici kullanım alanlarının geliştirilmesine odaklandı. Amaç aboneleri 5G planlarını benimsemeye teşvik etmek idi. Sürüm 15 ayrıca, NSA’in bir sonraki adımı olan SA mimariye öncülük etti, ona yol açtı. SA mimarinin farkı şu; 5G Yeni Radyo’yu bağımsız bir santral/çekirdek (core) sistemine bağlıyor. Bu santral/çekirdek sistemi opsiyonel bulut-tabanlı ağ işlevlerine sahip bir yapı.

3GPP, sürüm 15’den sonra 16 ve 17’yi üretti. Bu yeni sürümlerin geliştirdiği konular şunlar: Zamana duyarlı iletişimi (TSC) desteklemek için yenilikler, 5G eko-sisteminin daha fazla genişletilmesi, geliştirilmiş MIMO, küçük veri iletimi (SDT), kullanıcı ekipmanı (UE) enerjisi, endüstriyel IoT (I-IoT),  ve daha birçok geliştirme. Diğer alanlar arasında dilimleme (slicing), uç bilgi işlem (edge computing) ve Karasal Olmayan Ağlar (NTN) desteği yer alıyor. Bu alanlar, mobil operatörler için madencilik, ulaşım gibi endüstriyel ortamlarda hizmet sunmanın yanı sıra kurumsal müşterilere operasyonlarını ve süreçlerini dijitalleştirme fırsatı sundu. Endüstri 4.0, üretkenliği ve üretimi artırmak için 5G hizmetlerinden gerçekten yararlanan ilk sektörlerden biridir. Örneğin, belirli kullanım durumları için 5G, gelişmiş video analizi veya kameralı güvenlik sistemleri gibi bir dizi kullanım durumuna yüksek kaliteli video akışları, canlı mobil video yakalama ve çoklu video akışlarından beslemeler sunar.

Release 18’in çıkışı, 5G teknolojisinde sektörü 5G-Advanced çağına taşıyacak bir başka büyük gelişmeye  işaret ediyor. 

5G Advanced dönemi

5G-Advanced, 5G’yi en eksiksiz ve en zengin özelliklerine doğru geliştirmeye hazırlanıyor. Genişletilmiş gerçeklik (XR) özelliklerine dayalı sürükleyici bir kullanıcı deneyimi ile daha talepkar uygulamalar ve her zamankinden daha geniş bir kullanım durumu yelpazesi için bir temel oluşturacak. Ayrıca, gelişmiş performans, ağ optimizasyonu ve enerji verimliliği için RAN, Çekirdek ve ağ yönetimi katmanı genelinde AI ve ML geliştirmeleri sunacak. Tamamen geriye doğru uyumlu olacak, bu nedenle eski 5G cihazlarına hizmet verme yeteneği de dahil olmak üzere mevcut 5G NR Sürümleri 15-17 ile birlikte var olabilecek.

5G Advanced’in Dört Boyutu

Nokia, 5G-Advanced yeterliliklerini mobil operatörlerin ağlarını temel ve belirli şekillerde dönüştürebilmesinin bir yolu olarak görüyor. Nokia deneyim, genişleme, arttırma ve operasyonel mükemmellik olmak üzere dört boyutu dikkate alarak; müşterilerini ağ gereksinimleri, kurulum senaryoları ve kullanım durumlarına dair her türlü kombinasyonda destekleyecek.

  • Deneyim: 5G-Advanced, insanlar ve makineler için gelişmiş bir deneyim sunacak. Bu özellik kümesi, yukarı yönlü (uplink) bağlantıdaki verimi artırmaya, hizmet kesinti süresini azaltmaya ve üstün dijital deneyimler sağlamaya odaklanır. Fiziksel ve sanal dünyanın kaynaşacağı XR, sanal gerçeklik (VR) ve artırılmış gerçeklik (AR) kullanımı sayesinde sürükleyici deneyimler mümkün olacak.
  • Genişleme: 5G-Advanced, geleneksel iletişimin ötesinde yeni hizmetler sağlayacak. 5G-Advanced, hem iç hem de dış mekanlarda sürekli olarak 10 cm’nin altında doğrulukla gelişmiş konumlandırma ve bir hizmet olarak zaman senkronizasyonu sunarak akıllı elektrik şebekesi kontrolü, endüstriyel otomasyon ve gerçek zamanlı finansal işlemler gibi çok çeşitli kullanım durumları için değerli avantajlar sunacak. Bu navigasyonu geliştirecek ve lojistik sistemleri daha verimli hale getirecek.
  • Arttırma: 5G-Advanced, bağlanabilirliğin kapsamını genişletecek ve bağlantıları yeni pazar segmentlerinin kullanımına sunacaktır. Bu segmentlerin bir bölümü şöyledir: Gelişmiş kapsama alanı, geliştirilmiş düşük maliyetli kitlesel IoT, karasal olmayan ağlar (NTN) ve dronlar için daha fazla destek amaçlı yenilikler. Bu, geniş bant bağlantısını kırsal ve yetersiz hizmet alan coğrafyalara genişleterek insanlara ekonomik fırsatlara erişim ve mobil bağlantının sağladığı avantajlar sunarak dijital uçurumun kapatılmasına da yardımcı olacaktır. Aynı zamanda sürücüsüz arabaların, otonom robotların ve endüstriyel otomasyon sistemlerinin işleyişi için de temel olacak.
  • Mükemmellik: 5G-Advanced, AI/ML etkinleştiricilerinin kademeli olarak tanıtılması, kablolu ve kablosuz yakınsama, iyileştirilmiş esneklik ve enerji verimliliği iyileştirmeleri ile 5G platformunu ve işleyişini iyileştirmeyi ve optimize etmeyi amaçlayan operasyonel mükemmellik tarafından desteklenecektir. Bu operasyonel geliştirmeler, uygun bir operasyonel masrafla verimli ağ operasyonu sağlayacaktır.

5G-Advanced’teki Önemli Geliştirmeler

  • XR (AR, VR, oyun): 5G-Advanced, VR ve sürükleyici AR uygulamalarının ve bulut oyun deneyiminin erişimini genişleterek günümüzün XR deneyimini geliştirecek. 5G-Advanced, kullanıcılara hareket halindeyken üstün bir XR deneyimi sunacak ve gerçekten yüksek veri hızlı bir deneyim sağlayacak. Bunu sağlamak için keskin sınırları olan gecikme kısıtlamaları ile yüksek veri hızlarının yanı sıra yüksek derecede uygulama farkındalığı gerekir. Bu gelişmiş uygulama farkındalığı, XR işleme yükünü cihazdan ağa taşımaya yardımcı olarak kullanıcı ekipmanının maliyetini, boyutunu ve gücünü azaltır. Daha eski hantal cihazlar, her yerde XR kullanım durumlarını mümkün kılacak çok daha küçük cep boyutlu modellerle değiştirilecek. Bu, kullanıcılara uzak bir ortamda olduklarına dair gerçek bir algı verebilir ve fiziksel olarak nerede olurlarsa olsunlar, bu tür ortamlarda verimli bir şekilde etkileşime girmelerine izin verebilir.
  • Gelişmiş kapsama alanı ve MIMO performansı: 5G-Advanced, canlı yüksek-kaliteli video akışı gibi güçlü bir yukarı yönlü (uplink) bağlantı gerektiren uygulamalardaki büyümeyi de hedefleyecektir. 5G-Advanced’ın yeniliklerle 5G’ye kıyasla yüzde 20 daha yüksek veri hızları sunması bekleniyor. Ayrıca yukarı yönlü bağlantı gecikmelerini de düşürmesi hedeflenmektedir. Bir XR dünyasında iyi bir son kullanıcı deneyimi için ön koşul, XR uygulamaları genellikle yüksek düzeyde yanıt veren (responsive) çift yönlü iletişim gerektirdiğinden, her iki bağlantı yönünde de düşük gecikmelere sahip olmamızdır. Uplink kapsama iyileştirmeleri de 5G-Advanced’in bir parçasıdır.
  • GSM-R’dan 5G’ye geçiş: 5G-Advanced’i demiryolları ve kamu hizmetlerinden kamu güvenliğine kadar sektörler genelinde belirli özel dikey kullanım durumlarına genişletmek, NR’yi 5MHz’in altındaki özel spektrum bant genişliklerinde dağıtma becerisini gerektirir. 5G’yi tahsis edilen spektrum bant genişliğine uyarlayarak, yeni nesil akıllı şebekeleri bağlayarak ve ultra bağlantılı ve duyarlı mavi ışık hizmetlerini güçlendirerek demiryolları için yeni nesil sinyalizasyon ve iletişim sağlamak örneklerden biridir. Avrupa’da, Geleceğin Demiryolu Mobil İletişim Sistemi’nde (FRMCS) GSM-R’ın yerini almak üzere 5G NR kullanmasına karar verildi.
  • Akıllı telefonların ötesine geçmek: 5G-Advanced ayrıca, 5G’nin kapsama alanından ve verimli bağlantısından yararlanan yeni cihaz türleri çağını da başlatacak. Akıllı telefonların yanı sıra muazzam performansının ve esnekliğinin her yönünü uygulamaya ihtiyaç duymayan cihazların yanı sıra çok sayıda yeni tam özellikli cihaz türü göreceğiz. Bu aynı zamanda önemli ölçüde daha düşük cihaz maliyetleri sağlar. Bu cihazlara “Azaltılmış Yetenek” veya RedCap cihazları denir ve endüstriyel kalite kontrol, süreç izleme veya algılama ve varlık takibi için video gözetimi gibi kullanım durumları için idealdir. Bu sayede, aynı zamanda uzun ömürlü pillere sahip olan, küçük form faktörlü akıllı giyilebilir elektronikler tasarlanabilir. Endüstriyel süreç izleme ve kalite kontrol senaryolarında, ağ performansını desteklemek için küçük veri paketlerinin sık işlemleri verimli bir şekilde iletilebilir. Ayrıca, İnsansız Hava Araçları (İHA’lar) veya dronlar gibi tam kapasiteli cihazların kullanımının, arama kurtarmadan paket teslimine ve havadan görüntülemeye kadar uzanan uygulamalarla artması bekleniyor. Sadece dronlar değil, aynı zamanda otonom araçlar, robotlar ve Otomatik Kara Araçları (AGV’ler), baz istasyonlarıyla güvenli iletişim sağlamak için özel olarak tasarlanmış 5G Gelişmiş ağlarla gelişecek.
  • Doğru konumlandırma: 5G-Advanced ayrıca, hem iç hem de dış mekan senaryoları için görüş hattı olmayan yolların yanı sıra santimetre düzeyinde doğruluk tanımlama dahil olmak üzere hücresel tabanlı konumlandırma açısından geliştirmeler sunacaktır. İç mekanlarda, dış mekan küresel navigasyon uydu sistemlerinin (GNSS) tamamlayıcısı olarak çalışacak ve bu nedenle endüstriyel otomasyon veya lojistik için binalarda veya otomotiv veya kamu güvenliği için tünellerde kullanılabilir. Doğru konumlandırma ve RedCap sayesinde varlık (asset) takibi için 5G bağlantılı etiketler uygulanabilir. Bir gün, bu etiketler çevrelerinden enerji bile toplayabilirler.
  • Esnek zamanlama: 5G, endüstriyel otomasyondan gerçek zamanlı finansal işlemlere ve akıllı şebekelere kadar her şeyi destekleyen Evrensel Zaman Koordineli (UTC) veya iyi tanımlanmış herhangi bir zaman alanına senkronizasyon sağlamak için GNSS/GPS’ye uygulanabilir bir alternatif veya tamamlayıcı haline geliyor. Günümüzün akıllı şebekesinde elektrik çok yönlü olarak akmaktadır. Bu nedenle, dengesizlikleri önlemek için son derece doğru, eş zamanlı ve sürekli izleme gereklidir ve bu da son derece doğru mikro ve milisaniye düzeyinde zaman bilgisi gerektirir.
  • Ağ operasyon verimliliği: 5G-Advanced, performansı, otomasyonu ve enerji verimliliğini artıracak olan RAN, çekirdek ve ağ yönetimi etki alanlarında yeni AI ve ML teknolojilerini tanıtacaktır. Buna daha verimli veri toplama, AI/ML model eğitimi ve AI/ML aracıları arasında model alışverişi için çözümler ve ayrıca 5G-Advanced radyo performansını daha da artırmak için hava arayüzünde AI/ML’nin ilk kez tanıtılması dahildir. Hücresel trafiğin üstel büyümesiyle, yeni enerji tasarrufu özelliklerinin uygulanmasıyla enerji verimliliği 5G-Advanced’de ele alınmaya devam edilmelidir. Trafik değişimlerini tahmin etmek ve trafik talepleri doğrultusunda enerji tasarrufu elde etmek için yapay zeka ve makine öğrenimi ile desteklenen iyi tasarlanmış standartlar ile olağanüstü uygulamanın bir kombinasyonuna ihtiyaç duyacaktır. Ek olarak, operasyonel yenilikler dilimleme (slicing) geliştirme ve Wi-Fi gibi 3GPP dışı erişim teknolojilerinin entegrasyonunu ele alıyor.
  • Gelişmiş yan bağlantı: 5G-Advanced, kullanıcılar veya kullanıcılar ile altyapı arasındaki doğrudan iletişimi geliştirmeye devam ediyor. Yan bağlantı geliştirmeleri, kullanıcıların diğer kullanıcılar aracılığıyla ağlardan bilgi almasına olanak tanıyan cihazdan cihaza (UE’den UE’ye) geçişi destekleyen mekanizmalar içerecektir.
  • Gelişmiş mobilite: 5G-Advanced, sağlamlıktan ödün vermeden devir teslimler sırasında neredeyse sıfır hizmet kesintisi süresini hedefleyecektir. Bu, XR, I-IoT veya URLLC gibi gecikme açısından kritik hizmetlere sahip hareket halindeki cihazlar için hayati önem taşır.

5G-Advanced, kullanıcı deneyimini çeşitli şekillerde değiştirerek tüketicilerin ve sektörlerin son derece yoğun deneyimden ve gelişmiş mobiliteden faydalanmasına olanak tanıyacak. Kapsamayı ve kapasiteyi artıracak, ve bir dizi yeni cihaz için destek sunacak. Ayrıca yapay zeka ve makine öğrenimi kullanarak ağa daha fazla zeka sağlayacak, performansı arttıracak ve güç tüketimini azaltacak. 5G-Advanced, 5G yeteneklerini bağlantının ötesine taşıyacak.

 

Nokia Türkiye Ülke Müdürü Erensoy Bilgin

Teknoloji Makaleleri