skip to Main Content

5G Nedir? 5G Teknolojisi

Telekomünikasyonda 5G, cep telefonu şirketlerinin 2019’da dünya çapında uygulamaya başladığı geniş bant hücresel ağlar için beşinci nesil teknoloji standardıdır ve mevcut cep telefonlarının çoğuna bağlantı sağlayan 4G ağlarının planlanan halefi yani ardılıdır. GSM Birliği’ne göre, 5G ağlarının 2025 yılına kadar dünya çapında 1,7 milyardan fazla aboneye sahip olacağı tahmin ediliyor. Selefleri gibi, 5G ağları da hizmet alanının hücre adı verilen küçük coğrafi alanlara bölündüğü hücresel ağlardır. Bir hücredeki tüm 5G kablosuz cihazlar, hücredeki yerel bir anten ve radyo dalgalarıyla internete ve telefon ağına bağlanır. Yeni ağların ana avantajı, daha yüksek bant genişliğine sahip olacakları ve daha yüksek indirme hızları sunacakları, sonunda saniyede 10 gigabit’e (Gbit/sn) kadar çıkacak olmasıdır. Artan bant genişliği nedeniyle, ağların dizüstü ve masaüstü bilgisayarlar için genel internet servis sağlayıcıları olarak giderek daha fazla kullanılması, kablolu internet gibi mevcut ISP’ler ile rekabet etmesi ve ayrıca nesnelerin interneti (IoT) ve makineden makineye alanlar. 4G cep telefonları, 5G özellikli kablosuz cihazlar gerektiren yeni ağları kullanamaz.
BKZ: 2021’in Başlarında 5G’nin Durumu

Artan hız, kısmen önceki hücresel ağlarda kullanılan düşük ve orta bant frekanslarına ek olarak ek yüksek frekanslı radyo dalgaları kullanılarak elde edilir. Bununla birlikte, daha yüksek frekanslı radyo dalgaları, daha küçük coğrafi hücreler gerektiren daha kısa bir fiziksel menzile sahiptir. Geniş hizmet için, 5G ağları üç adede kadar frekans bandında çalışır – düşük, orta ve yüksek. Bir 5G ağı, her biri belirli anten tasarımları gerektiren ve aynı zamanda mesafe ve hizmet alanına farklı indirme hızı dengesi sağlayan üç farklı hücre tipinden oluşan ağlardan oluşacaktır. 5G cep telefonları ve kablosuz cihazlar, bulundukları konumdaki menzil içindeki en yüksek hızlı anten aracılığıyla ağa bağlanır:

Düşük bant 5G, 4G cep telefonlarına benzer bir frekans aralığı kullanır, 600–850 MHz, 4G’den biraz daha yüksek indirme hızları sağlar: saniyede 30–250 megabit (Mbit/s). Düşük bantlı hücre kuleleri, 4G kulelerine benzer bir menzile ve kapsama alanına sahiptir. Orta bant 5G, 2,5–3,7 GHz mikrodalgalar kullanır ve 100–900 Mbit/s hıza izin verir ve her hücre kulesi birkaç kilometre yarıçapa kadar hizmet sağlar. Bu hizmet düzeyi en yaygın olarak dağıtılandır ve 2020’de birçok büyükşehir bölgesinde dağıtılmıştır. Bazı bölgelerde düşük bant uygulanmamaktadır, bu da bunu minimum hizmet düzeyi yapmaktadır. Yüksek bant 5G, gelecekte daha yüksek frekanslar kullanılabilse de, milimetre dalga bandının altına yakın 25–39 GHz frekanslarını kullanır.

Genellikle, kablolu internet ile karşılaştırılabilir, saniyede gigabit (Gbit/s) aralığında indirme hızlarına ulaşır. Ancak milimetre dalgaları (mmWave veya mmW) daha sınırlı bir aralığa sahiptir ve birçok küçük hücre gerektirir. Duvar veya pencerelerdeki malzemeler tarafından engellenebilir veya engellenebilirler. Daha yüksek maliyetleri nedeniyle, planlar bu hücreleri yalnızca yoğun kentsel ortamlarda ve spor stadyumları ve kongre merkezleri gibi insan kalabalığının toplandığı alanlarda konuşlandırmaktır. Yukarıdaki hızlar, 2020’deki gerçek testlerde elde edilen hızlardır ve hızların kullanıma sunma sırasında artması beklenmektedir.

5G için standartları belirleyen endüstri konsorsiyumu, 3. Nesil Ortaklık Projesidir (3GPP). Minimum standartlar Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından belirlenir. Daha önce, bazıları 5G terimini ITU’nun IMT-2020 belgesinde belirtildiği gibi 20 Gbit/s indirme hızları sunan sistemler için ayırmıştı.

Genel Bakış

5G ağları, hizmet alanının küçük coğrafi hücrelere bölündüğü dijital hücresel ağlardır. Bir hücredeki 5G kablosuz cihazlar, diğer hücrelerde yeniden kullanılan bir frekans havuzundan alıcı-verici tarafından atanan frekans kanalları üzerinden, hücre içindeki yerel bir anten dizisi ve düşük güçlü otomatik alıcı-verici (verici ve alıcı) ile radyo dalgalarıyla iletişim kurar. Yerel antenler, telefon ağındaki anahtarlama merkezlerine bağlı iletim elektroniğine ve yüksek bant genişliğine sahip optik fiber veya kablosuz ana taşıyıcı bağlantılarla İnternet erişimi için yönlendiricilere bağlanır. Diğer hücre ağlarında olduğu gibi, bir hücreden diğerine hareket eden bir mobil cihaz, otomatik olarak sorunsuz bir şekilde mevcut hücreye iletilir. 5G, kilometrekare başına bir milyona kadar cihazı destekleyebilirken, 4G bu kapasitenin yalnızca onda birini destekler. Yeni 5G kablosuz cihazlar ayrıca 4G LTE özelliğine sahiptir, çünkü yeni ağlar başlangıçta hücre ile bağlantı kurmak için ve 5G erişiminin mevcut olmadığı yerlerde 4G kullanır.

Birçok ağ operatörü, ek kapasite ve daha yüksek verim için milimetre dalgaları kullanır. Milimetre dalgaların mikrodalgalardan daha kısa menzili vardır. Bu nedenle hücreler daha küçük bir boyutla sınırlıdır. Milimetre dalgaları da bina duvarlarından geçerken daha fazla sorun yaşar. Milimetre dalga antenleri, önceki hücresel ağlarda kullanılan büyük antenlerden daha küçüktür. Bazıları sadece birkaç santimetre uzunluğundadır.

Devasa MIMO (çoklu girişli çoklu çıkış), 2016 gibi erken bir tarihte 4G’de konuşlandırıldı ve tipik olarak her hücrede 32 ila 128 küçük anten kullanıldı. Doğru frekanslarda ve konfigürasyonda performansı 4 kattan 10 kata kadar artırabilir. Çoklu veri akışları aynı anda iletilir. Hüzmeleme adı verilen bir teknikte, baz istasyonu bilgisayarı, radyo dalgalarının her bir kablosuz cihaza ulaşması için en iyi rotayı sürekli olarak hesaplayacak ve cihaza ulaşmak için milimetre dalga demetleri oluşturmak için birden fazla anteni aşamalı diziler olarak birlikte çalışacak şekilde organize edecektir.

Uygulama Alanları

ITU-R, 5G’nin gelişmiş yetenekleri için üç ana uygulama alanı tanımlamıştır. Bunlar Gelişmiş Mobil Geniş Bant (eMBB), Ultra Güvenilir Düşük Gecikmeli İletişim (URLLC) ve Büyük Makine Tipi İletişimdir (mMTC). 2020’de yalnızca eMBB devreye alındı; URLLC ve mMTC çoğu yerde birkaç yıl uzakta.

Gelişmiş Mobil Geniş Bant (eMBB), daha hızlı bağlantılar, daha yüksek verim ve daha fazla kapasite ile 4G LTE mobil geniş bant hizmetlerinden bir ilerleme olarak 5G’yi kullanır. Bu, stadyumlar, şehirler ve konser salonları gibi trafiğin yoğun olduğu alanlara fayda sağlayacaktır.

Ultra Güvenilir Düşük Gecikmeli İletişim (URLLC), kesintisiz ve sağlam veri alışverişi gerektiren kritik görev uygulamaları için ağın kullanılması anlamına gelir.

Çok sayıda cihaza bağlanmak için Büyük Makine Tipi İletişim (mMTC) kullanılacaktır. 5G teknolojisi, 50 milyar bağlı IoT cihazından bazılarını birbirine bağlayacak. Çoğu, daha ucuz olan Wi-Fi’yi kullanacak. 4G veya 5G aracılığıyla iletilen dronlar, acil durum müdahale ekipleri için gerçek zamanlı veriler sağlayarak afet kurtarma çabalarına yardımcı olacaktır. Çoğu otomobil, birçok hizmet için 4G veya 5G hücresel bağlantıya sahip olacaktır. Otonom arabalar, bir ağ bağlantısının olmadığı yerde çalışabilmeleri gerektiğinden 5G’ye ihtiyaç duymazlar. Bununla birlikte, çoğu otonom araç, görevlerin yerine getirilmesi için teleoperasyonlara da sahiptir ve bunlar 5G teknolojisinden büyük ölçüde faydalanır. Uzaktan ameliyatlar 5G üzerinden gerçekleştirilirken, çoğu uzaktan ameliyat, genellikle herhangi bir kablosuz bağlantıdan daha hızlı ve daha güvenilir olan fiber bağlantısı olan tesislerde gerçekleştirilecektir.

Performans

Hız

5G hızları ~50 Mbit/s’den gigabit/s’ye kadar değişecektir. En hızlı 5G, mmWave olarak bilinir. 3 Temmuz 2019 itibarıyla mmWave, AT&T’nin 5G ağında 1,8 Gbit/sn en yüksek hıza sahipti.

Açık farkla en yaygın olan 6 GHz altı 5G (orta bant 5G), genellikle 100 ile 400 Mbit/sn arasında hız sağlar, ancak özellikle dış mekanlarda mmWave’den çok daha uzak bir erişime sahip olacaktır.

Düşük bant spektrumu, en geniş aralığı, dolayısıyla belirli bir site için daha büyük bir kapsama alanını sunar, ancak diğerlerinden daha yavaştır.

6 GHz altı bantlardaki 5G NR (Yeni Radyo) hızı, benzer miktarda spektrum ve antene sahip 4G’den biraz daha yüksek olabilir, ancak bazı 3GPP 5G ağları bazı gelişmiş 4G ağlarından daha yavaş olacaktır. T-Mobile’ın Manhattan ve Chicago’da 500+ Mbit/s hıza ulaşan LTE/LAA ağı olarak. 5G spesifikasyonu, LAA’ya (Lisans Destekli Erişim) de izin verir, ancak 5G’de LAA henüz gösterilmemiştir. Mevcut bir 4G yapılandırmasına LAA eklemek, hıza saniyede yüzlerce megabit ekleyebilir, ancak bu, 5G standardının yeni bir parçası değil, 4G’nin bir uzantısıdır.

Mevcut bantlarda 4G ve 5G arasındaki verim açısından benzerlik, 4G’nin veri iletişim hızlarında Shannon sınırına zaten yaklaşmış olmasıdır. Çok daha bol bant genişliği ve daha kısa menzili ve dolayısıyla daha yüksek frekans yeniden kullanılabilirliği ile daha az yaygın olan milimetre dalga spektrumundaki 5G hızları önemli ölçüde daha yüksek olabilir.

Gecikme

5G’de, 2019’da ekipman sevkiyatında “hava gecikmesi” 8–12 milisaniyedir. Çoğu karşılaştırma için sunucu gecikmesi “hava gecikmesine” eklenmelidir. Verizon, 5G erken dağıtımında gecikmenin 30 ms olduğunu bildiriyor: Kulelere yakın Edge Sunucuları gecikmeyi 10-20 ms’ye düşürebilir; Laboratuvar dışında yıllarca 1-4 ms son derece nadir olacaktır. 5G gecikme KPI’ları (temel performans göstergeleri), TR 28554’te 3GPP tarafından standartlaştırılmıştır

Hata Oranı

5G, bit hata oranını düşük tutmak için uyarlanabilir bir sinyal kodlama sistemi kullanır. Hata oranı çok yüksekse, verici daha az hataya açık bir kodlama mekanizmasına geçecektir. Bu, düşük bir hata oranı sağlamak için bant genişliğini feda eder.

Aralık

5G aralığı birçok faktöre bağlıdır. Önemli bir faktör kullanılan frekanstır. mmWave sinyalleri yalnızca birkaç yüz metrelik bir menzile sahip olma eğilimindeyken, düşük bantlı sinyaller doğru koşullarda teorik olarak birkaç yüz kilometrelik bir menzile sahip olabilir.

Standartlar

Başlangıçta terim, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği’nin diğer gereksinimlerle birlikte saniyede 20 gigabit teorik en yüksek indirme hızı ve saniyede 10 gigabit yükleme hızı gerektiren IMT-2020 standardı ile ilişkilendirildi. Ardından endüstri standartları grubu 3GPP, IMT-2020 standardına sunulmak üzere LTE ile birlikte 5G NR (Yeni Radyo) standardını seçti.

Release-15’teki 3GPP 5G spesifikasyonlarının ilk aşamasının 2019’da tamamlanması planlanıyor. Release-16’daki ikinci aşamanın 2020’de tamamlanması planlanıyor.

5G NR, 6 GHz’in altındaki düşük frekansları (FR1) ve 24 GHz’in üzerindeki yüksek frekansları (FR2) içerebilir. Bununla birlikte, 4G donanımında (bağımsız olmayan) 5G NR yazılımı kullanan erken FR1 dağıtımlarındaki hız ve gecikme süresi, yeni 4G sistemlerinden yalnızca biraz daha iyidir, tahminen %15 ila %50 daha iyi.

IEEE, Uzak Radyo Başlığı (RRH) ve Temel Bant Birimi (BBU) arasındaki kablolu bölümlere odaklanarak 5G’nin çeşitli alanlarını kapsar. 1914.1 standartları, ağ mimarisine ve RRU ile BBU arasındaki bağlantıyı iki ana bölüme ayırmaya odaklanır. Radyo Birimi (RU) ile Dağıtıcı Birimi (DU) arasında NGFI-I (Yeni Nesil Ön Aktarma Arayüzü) ve DU ile Merkezi Birimde (CU) NGFI-II arayüzü olup daha çeşitli ve uygun maliyetli bir ağ sağlar. NGFI-I ve NGFI-II, ITU tarafından tanımlanan farklı trafik türlerinin taşınabilmesini sağlamak için derlenmesi gereken tanımlanmış performans değerlerine sahiptir. 1914.3 standardı, kullanılan işlevsel bölünmeye bağlı olarak IQ verilerini çok daha verimli bir şekilde taşıyabilen yeni bir Ethernet çerçeve formatı yaratıyor. Bu, fonksiyonel bölünmelerin 3GPP tanımına dayanmaktadır. RU’daki ağ zamanlama doğruluğunun, üzerinde taşınan trafik için gerekli bir seviyede tutulmasını sağlamak için IEEE grupları içindeki çoklu ağ senkronizasyon standartları güncellenmektedir.

5G NR

5G NR (Yeni Radyo), 5G ağı için geliştirilmiş yeni bir hava arayüzüdür. 3GPP 5G ağlarının hava arayüzü için küresel standart olması gerekiyordu.

Standart öncesi uygulamalar

  • 5GTF: 2010’ların sonlarında Amerikan taşıyıcı Verizon tarafından Sabit Kablosuz Erişim için uygulanan 5G ağı, 5GTF (Verizon 5G Teknik Forumu) olarak bilinen bir ön standart spesifikasyonu kullanır. Bu standartta müşterilere sunulan 5G hizmeti, 5G NR ile uyumlu değildir. Verizon’a göre, 5GTF’yi 5G NR’ye yükseltme planları var.
  • 5G-SIG: KT Corporation tarafından geliştirilen 5G’nin standart öncesi spesifikasyonu. Pyeongchang 2018 Kış Olimpiyatları’nda konuşlandırıldı.

Nesnelerin İnterneti
Nesnelerin İnterneti’nde (IoT), 3GPP, LPWA (Düşük Güç Geniş Alan) kullanım durumu için NB-IoT ve eMTC’nin (LTE-M) gelişimini 5G teknolojileri olarak sunacak.

Dağıtım

Mobil operatör ağlarının ötesinde, 5G’nin endüstriyel IoT, kurumsal ağ oluşturma ve kritik iletişim uygulamalarına sahip özel ağlar için de kullanılması bekleniyor.

İlk 5G NR başlatmaları, bağımsız (SA) modun 5G çekirdek ağıyla olgunlaşmasından önce, bağımsız olmayan (NSA) modda (4G çekirdekli 5G NR radyo) mevcut LTE (4G) altyapısıyla eşleştirmeye bağlıydı.

Nisan 2019 itibariyle, Küresel Mobil Tedarikçiler Derneği, 88 ülkede 5G teknolojilerini sergileyen, test eden veya test eden veya 5G teknolojilerinin saha denemelerini yürütmek için lisans almış, 5G ağları dağıtan veya hizmet lansmanlarını açıklayan 224 operatör belirledi. Kasım 2018’deki eşdeğer sayılar 81 ülkede 192 operatördü. 5G’yi büyük ölçekte benimseyen ilk ülke Nisan 2019’da Güney Kore’ydi. İsveçli telekom devi Ericsson, 5G internetin 2025’in sonuna kadar dünya nüfusunun %65’ini kapsayacağını öngördü. Ayrıca, Latin Amerika operasyonları için beşinci nesil teknolojiye (5G) ayrılmış yeni bir montaj hattı eklemek için Brezilya’da 1 milyar real (238.30 milyon $) yatırım yapmayı planlıyor.

Güney Kore 5G ağını başlattığında, Huawei ekipmanını da kullanan LG U Plus dışında tüm operatörler Samsung, Ericsson ve Nokia baz istasyonlarını ve ekipmanlarını kullandı. O sırada ülke genelinde kurulu 86.000 baz istasyonundan 53.000 baz istasyonunu sevk eden Samsung, piyasaya sürüldüğü sırada Güney Kore’deki 5G baz istasyonlarının en büyük tedarikçisiydi.

İlk oldukça önemli dağıtımlar Nisan 2019’da gerçekleşti. Güney Kore’de SK Telecom 38.000 baz istasyonu, KT Corporation 30.000 ve LG U Plus 18.000 baz istasyonu talep etti; bunların %85’i altı büyük şehirdedir. Bağımsız olmayan (NSA) modda 3.5 GHz (alt-6) spektrum kullanıyorlar ve test edilen hızlar 193’ten 430 Mbit/s’ye düştü. İlk ayda 260.000 ve 2019 sonunda 4.7 milyon kayıt oldu.

Dokuz şirket, taşıyıcılar için 5G radyo donanımı ve 5G sistemleri satıyor: Altiostar, Cisco Systems, Datang Telecom/Fiberhome, Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm, Samsung ve ZTE.

Spektrum

5G’ye büyük miktarlarda yeni radyo spektrumu (5G NR frekans bantları) tahsis edildi. Örneğin, Temmuz 2016’da ABD Federal İletişim Komisyonu (FCC), 5G için yeterince kullanılmayan yüksek bant spektrumunda büyük miktarlarda bant genişliğini serbest bıraktı. Spektrum Sınırları Önerisi (SFP), milimetre dalga lisanssız spektrum miktarını iki katına çıkardı ve 14 GHz’e çıkardı ve FCC’nin bugüne kadar lisansladığı esnek, mobil kullanım spektrumunun dört katını yarattı.Mart 2018’de Avrupa Birliği milletvekilleri 2020’ye kadar 3.6 ve 26 GHz bantlarını açmayı kabul etti.

Mart 2019 itibariyle, karasal 5G hizmetleri için belirli spektrum bantlarını resmi olarak getirmeyi düşünen, 5G için uygun spektrum tahsisleri konusunda istişarelerde bulunan, 5G için spektrum ayırmış olan 52 ülke, bölge, özel idari bölge, tartışmalı bölge ve bağımlılık olduğu bildiriliyor. frekansları açık artırma planlarını açıkladı veya 5G kullanımı için spektrum tahsis etti.

Lisanssız Spektrum

MNO’lar 2,4 ve 5 gigahertz (GHz) frekans bantlarında giderek artan şekilde lisanssız spektrum kullanıyor. 4G ve 5G ağları da bu bantları yoğun şekilde sıkışık alanlarda trafiği boşaltmak ve milyarlarca IoT cihazına bağlantı sağlamak için kullanır. Wi-Fi, Lisanssız spektrumda LTE (LTE-U), Lisans Destekli Erişim (LAA) ve MulteFire’daki gelişmeler bu bantlarda 4G ve 5G teknolojilerini kullanır.

5G Cihazlar

Mart 2019’da Küresel Mobil Tedarikçiler Birliği, endüstrinin dünya çapında 5G cihaz lansmanlarını takip eden ilk veritabanını yayınladı. Raporda, GSA, bölgesel varyantlar da dahil olmak üzere 33 farklı cihazla gelecek 5G cihazlarının kullanılabilirliğini onaylayan 23 satıcı belirledi. Duyurulan yedi 5G cihaz form faktörü vardı: (telefonlar (×12 cihaz), etkin noktalar (×4), iç ve dış müşteri tesisleri ekipmanı (×8), modüller (×5), Snap-on dongle’lar ve adaptörler (×2 ), ve USB terminalleri (×1)). Ekim 2019’a kadar, açıklanan 5G cihazlarının sayısı 56 satıcıdan 15 form faktöründe 129’a yükseldi.

5G IoT yonga seti arenasında, Nisan 2019 itibariyle dört ticari 5G modem yonga seti ve bir ticari işlemci/platform vardı ve yakın gelecekte daha fazla lansman bekleniyor.

6 Mart 2020’de ilk tamamen 5G akıllı telefon Samsung Galaxy S20 piyasaya sürüldü. Business Insider’a göre, 5G özelliği 4G’ye kıyasla daha pahalı olarak sergilendi; 750 ABD dolarından başlayan Samsung Galaxy S10e ile karşılaştırıldığında, diziliş 1.000 ABD dolarından başlıyor. 19 Mart’ta Nokia markalı telefonların mevcut üreticisi HMD Global, o zamana kadar piyasaya sürülen diğer tüm telefonlardan daha geniş bir 5G uyumluluğu yelpazesine sahip olduğunu iddia ettiği Nokia 8.3 5G’yi duyurdu. Euro Bölgesi başlangıç ​​fiyatı 599€ olan orta sınıf modelin 600 MHz’den 3,8 GHz’e kadar tüm 5G bantlarını desteklediği iddia ediliyor.

13 Ekim 2020’de Apple, 5G bağlantısını destekleyen ilk Apple telefon serisi olan iPhone 12 ve iPhone 12 Pro’yu duyurdu. Apple, iPhone 12’de 5G planlarını etkinleştirmek için Verizon ile işbirliği yapmıştır.

Teknoloji

Yeni radyo frekansları
5G için 3GPP tarafından tanımlanan hava arayüzü Yeni Radyo (NR) olarak bilinir ve spesifikasyon, her biri farklı yeteneklere sahip olan FR1 (6 GHz’in altında) ve FR2 (mmWave) olmak üzere iki frekans bandına bölünmüştür.

Frekans aralığı 1 (< 6 GHz)
FR1 için tanımlanan maksimum kanal bant genişliği, bu kalabalık frekans aralığında sürekli spektrumun azlığı nedeniyle 100 MHz’dir. Bu aralıkta 5G için en yaygın olarak kullanılan bant 3,3–4,2 GHz’dir. Koreli taşıyıcılar, bir miktar milimetre dalga spektrumu tahsis edilmiş olmasına rağmen, 3.5 GHz’de n78 bandını kullanıyor.

Frekans aralığı 2 (> 24 GHz)
FR2 için tanımlanan minimum kanal bant genişliği 50 MHz ve maksimum 400 MHz’dir ve iki kanallı toplama 3GPP Sürüm 15’te desteklenir. ABD’de Verizon n258 bant 26 GHz ve AT&T 39 GHz kullanıyor. Frekans ne kadar yüksek olursa, yüksek veri aktarım hızlarını destekleme yeteneği o kadar yüksek olur.

FR2 kapsamı
24 GHz veya üzeri aralıktaki 5G, 4G’den daha yüksek frekanslar kullanır. Sonuç olarak, bazı 5G sinyalleri, 4G veya daha düşük frekanslı 5G sinyallerinden (6 GHz altı) farklı olarak, büyük mesafeler (birkaç yüz metreden fazla) kat edemez. Bu, daha yüksek frekans bantlarını kullanmak için her birkaç yüz metrede bir 5G baz istasyonlarının yerleştirilmesini gerektirir. Ayrıca, bu yüksek frekanslı 5G sinyalleri, bu yüksek frekanslı elektromanyetik dalgaların doğası gereği, arabalar, ağaçlar ve duvarlar gibi katı nesnelere kolayca nüfuz edemez. 5G hücreleri, restoranlar ve alışveriş merkezleri gibi yerlerde uygulama bulan, mümkün olduğunca göze çarpmayacak şekilde kasıtlı olarak tasarlanabilir.

Massive MIMO

MIMO sistemleri, bir kablosuz iletişim sisteminin verici ve alıcı uçlarında birden fazla anten kullanır. Çoklu antenler, sistemin bant genişliği gereksinimlerini değiştirmeden zaman ve frekansa ek olarak uzaysal boyutu kullanır.

Büyük MIMO (çoklu giriş ve çoklu çıkış) antenleri, çok sayıda anten ve Çok kullanıcılı MIMO (MU-MIMO) kullanarak sektör verimini ve kapasite yoğunluğunu artırır. Her anten ayrı ayrı kontrol edilir ve radyo alıcı-verici bileşenlerini yerleştirebilir. Nokia, 64-Tx/64-Rx anten sistemi için kapasite artışında beş kat artış talep etti.

Edge Computing

Uç bilgi işlem, nihai kullanıcıya daha yakın bilgi işlem sunucuları tarafından sağlanır. Gecikmeyi ve veri trafiği tıkanıklığını azaltır.

Küçük Hücre

Küçük hücreler, 10 metre ila birkaç kilometre menzile sahip lisanslı ve lisanssız spektrumda çalışan düşük güçlü hücresel radyo erişim düğümleridir. 5G’nin daha yüksek frekansları nedeniyle 5G’nin radyo dalgaları uzun mesafeler kat edemediğinden küçük hücreler 5G ağları için kritik öneme sahiptir.

Beamforming / Hüzmeleme

Hüzmeleme, adından da anlaşılacağı gibi, radyo dalgalarını bir hedefe yönlendirmek için kullanılır. Bu, radyo dalgalarını belirli bir yöne işaret edecek şekilde şekillendirerek elde edilir. Teknik, anten dizisinin elemanlarından gelen gücü, belirli açılardaki sinyaller yapıcı girişim yaşayacak, diğer açılara işaret eden diğer sinyaller ise yıkıcı girişim yaşayacak şekilde birleştirir. Bu, belirli yönde sinyal kalitesini ve veri aktarım hızlarını iyileştirir. 5G, sağladığı sinyal kalitesini iyileştirmek için hüzme biçimlendirmeyi kullanır. Hüzmeleme, faz dizili antenler kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Wi-Fi ve Hücresel Veri Kapsaması

5G’ye geçişin beklenen bir faydası, maliyet, güç ve karmaşıklık azaltmaları elde etmek için birden fazla ağ işlevinin bir araya gelmesidir. LTE, Lisans Destekli Erişim (LAA; Wi-Fi tarafından da kullanılan lisanssız frekans bantlarında 5G sinyali) ve LTE-WLAN Toplama (LWA; Wi-Fi ile yakınsama) gibi çeşitli çabalarla Wi-Fi bandı/teknolojisi ile yakınlaşmayı hedeflemiştir. Fi Radyo), ancak hücresel ve Wi-Fi’nin farklı yetenekleri yakınsama kapsamını sınırladı. Bununla birlikte, 5G’deki hücresel performans spesifikasyonlarında önemli bir gelişme, Dağıtılmış Radyo Erişim Ağı’ndan (D-RAN) Bulut veya Merkezileştirilmiş-RAN’a (C-RAN) geçiş ve hücresel küçük hücrelerin kullanıma sunulması ile birlikte, Wi- Yoğun ve iç mekan dağıtımlarında Fi ve hücresel ağlar. Radyo yakınsaması, hücresel ve Wi-Fi kanallarının bir araya getirilmesinden çoklu radyo erişim teknolojileri için tek bir silikon cihazın kullanımına kadar değişen bir paylaşımla sonuçlanabilir.

NOMA (ortogonal olmayan çoklu erişim)

NOMA (ortogonal olmayan çoklu erişim), güç tahsisi yoluyla gelecekteki hücresel sistemler için önerilen bir çoklu erişim tekniğidir.

SDN/NFV

Başlangıçta, hücresel mobil iletişim teknolojileri, ses hizmetleri ve İnternet erişimi sağlama bağlamında tasarlandı. Bugün, yenilikçi araçlar ve teknolojilerin yeni bir çağı, yeni bir uygulama havuzu geliştirmeye yöneliyor. Bu uygulama havuzu, Nesnelerin İnterneti (IoT), bağlı otonom araçların ağı, uzaktan kontrol edilen robotlar ve çok yönlü uygulamalara hizmet etmek için birbirine bağlı heterojen sensörler gibi farklı alanlardan oluşur. Bu bağlamda, ağ dilimleme, bu yeni pazar modelini verimli bir şekilde benimsemek için kilit bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır.

Kanal Kodlama

5G NR için kanal kodlama teknikleri, 4G’deki Turbo kodlarından kontrol kanalları için polar kodlara ve veri kanalları için LDPC’ye (düşük yoğunluklu eşlik kontrol kodları) dönüşmüştür.

Lisanssız Spektrumda Çalışma

Lisanssız spektrumdaki LTE gibi, 5G NR de lisanssız spektrumda (NR-U) çalışmayı destekleyecektir. LTE’den, operatörlerin kullanıcılar için operasyonel performanslarını artırmak için bu lisanssız spektrumu kullanmalarını sağlayan Lisans Destekli Erişim’e (LAA) ek olarak, 5G NR’de, yeni 5G NR ağlarının kurulmasına izin verecek bağımsız NR-U lisanssız çalışmayı destekleyecektir. örneğin yerelleştirilmiş özel ağ için lisanslı spektrumda işletim lisansı almadan farklı ortamlar veya halka 5G internet hizmetleri sağlamak için giriş engelini düşürme.

Elektromanyetik Girişim

Çeşitli 5G teklifleri tarafından kullanılan spektrum, özellikle su buharı izleme için hava ve Dünya gözlem uyduları gibi pasif uzaktan algılamanınkine yakın olacaktır. Etkileşim meydana gelecek ve etkili kontroller olmadan potansiyel olarak önemli olacaktır. Daha önceki bazı yakın bant kullanımlarında parazitte bir artış meydana geldi. Uydu operasyonlarına müdahale, ticari havacılık gibi alanlarda büyük ölçüde zararlı ekonomik ve kamu güvenliği etkileriyle sayısal hava tahmini performansını bozar.

Endişeler, Şubat 2019’da ABD Ticaret Bakanı Wilbur Ross ve NASA Yöneticisi Jim Bridenstine’i FCC’yi reddedilen bazı spektrum müzayede tekliflerini ertelemeye teşvik etmeye sevk etti. Meclis Tahsisat Komitesi ve Ev Bilimi Komitesi başkanları, FCC başkanı Ajit Pai’ye, NOAA, NASA ve DoD ile daha fazla inceleme ve danışma talebinde bulunan ve ulusal güvenliğe zararlı etkiler konusunda uyarıda bulunan ayrı mektuplar yazdılar. NOAA direktörü vekili Neil Jacobs, Mayıs 2019’da Meclis Komitesi önünde, 5G bant dışı emisyonların hava tahmini doğruluğunda %30’luk bir azalmaya yol açabileceğini ve ECMWF model performansında ortaya çıkan bozulmanın, rotayı tahmin edememe ile sonuçlanacağını ve Bu nedenle, 2012’de Superstorm Sandy’nin etkisi. Birleşik Devletler Donanması Mart 2019’da bir bozulma uyarısı yazdı ve bant sızıntı sınırlarını kontrol etmek, test etmek ve sahaya çıkmak ve kablosuz endüstrisinin ve hava durumu ile düzenleyicilerin koordinasyonu için teknik önerilerde bulundu. tahmin kuruluşları.

2019 dört yılda bir düzenlenen Dünya Radyokomünikasyon Konferansı’nda (WRC), atmosfer bilimciler −55 dBW’lik güçlü bir tamponu savundular, Avrupalı ​​düzenleyiciler −42 dBW’lik bir öneride anlaştılar ve ABD düzenleyicileri (FCC) −20 dBW’lik bir kısıtlama önerdi. Avrupa teklifinden 150 kat daha güçlü sinyallere izin verecek. ITU, 1 Eylül 2027’ye kadar −33 dBW’lik bir ara değer ve bundan sonra −39 dBW’lik bir standart olarak karar verdi. Bu, Avrupa tavsiyesine daha yakındır, ancak ertelenmiş yüksek standart bile, atmosferik bilim adamlarının iddia ettiğinden çok daha zayıftır ve Dünya Meteoroloji Örgütü’nün (WMO) ITU standardının tavsiyesinden 10 kat daha az katı olduğu uyarılarını tetikler. “toplanan verilerin doğruluğunu önemli ölçüde düşürme potansiyeli”.

Amerikan Meteoroloji Derneği’nin (AMS) bir temsilcisi de müdahale konusunda uyardı, ve Avrupa Orta Menzilli Hava Tahminleri Merkezi (ECMWF), toplumun atmosferik olayları görmezden gelerek “tarihin kendisini tekrarlama” riskini taşıdığını söyleyerek sert bir uyarıda bulundu. bilim adamlarının uyarıları (izlenmesi tehlikeye girebilecek küresel ısınmaya atıfta bulunur). Aralık 2019’da, ABD Sivil ve askeri bilim kurumları ile düzenleyici FCC’nin tavsiyeleri arasında neden böyle bir tutarsızlık olduğunu araştırmak için ABD Temsilciler Meclisi Bilim Komitesi’nden Hükümet Hesap Verebilirlik Ofisi’ne (GAO) iki taraflı bir talep gönderildi.

Güvenlik Endişeleri

Avrupa Komisyonu ve Avrupa Siber Güvenlik Ajansı tarafından yayınlanan bir rapor, 5G’yi çevreleyen güvenlik konularını detaylandırıyor. Rapor, bir taşıyıcının 5G altyapısı için, özellikle Avrupa Birliği dışında bulunanlar için tek bir tedarikçinin kullanılmasına karşı uyarıda bulunuyor. (Nokia ve Ericsson, 5G ekipmanının Avrupalı ​​tek üreticisidir.).

18 Ekim 2018’de ETH Zürih, Lorraine Üniversitesi ve Dundee Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, “5G Kimlik Doğrulamasının Resmi Bir Analizi” başlıklı bir makale yayınladı. 5G teknolojisinin yeni bir güvenlik tehditleri çağı için zemin açabileceği konusunda uyardı. Makale, teknolojiyi “olgunlaşmamış ve yeterince test edilmemiş” ve “çok daha yüksek miktarda verinin hareketini ve erişimini sağlayan ve böylece saldırı yüzeylerini genişleten” bir teknoloji olarak nitelendirdi. Aynı zamanda Fortinet, Arbor Networks, A10 Networks ve Voxility gibi ağ güvenliği şirketleri, 5G dağıtımından sonra öngörülen büyük DDoS saldırılarına karşı kişiselleştirilmiş ve karma güvenlik dağıtımları konusunda tavsiyelerde bulundu.

IoT Analytics, 5G teknolojisiyle etkinleştirilen IoT cihazlarının sayısının 2018’de 7 milyardan 2025’e kadar 21,5 milyara çıkacağını tahmin ediyor. Bu, bu cihazlar için saldırı yüzeyini önemli bir ölçeğe ve DDoS saldırıları, kripto hırsızlığı kapasitesini artırabilir. ve diğer siber saldırılar orantılı olarak artabilir.

Çinli ekipman satıcılarının kullanıcılarının olası casusluk korkuları nedeniyle, bazı ülkeler (2019’un başlarında Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya ve Birleşik Krallık dahil) Çin ekipmanlarının kendi 5G ağlarında kullanımını kısıtlamak veya ortadan kaldırmak için önlemler aldı. Çinli satıcılar ve Çin hükümeti casusluk iddialarını yalanladı. 7 Ekim 2020’de Birleşik Krallık Parlamentosu Savunma Komitesi, Huawei ile Çin devleti ve Çin Komünist Partisi arasında açık bir gizli anlaşma kanıtı olduğunu iddia eden bir rapor yayınladı. İngiltere Parlamentosu Savunma Komitesi, hükümetin tüm Huawei ekipmanlarını 5G ağlarından planlanandan daha önce kaldırmayı düşünmesi gerektiğini söyledi.

Yanlış Bilgi ve Komplo Yeorileri

5G hakkında, bazıları özellikle COVID-19 salgını sırasında yaygınlaşan bir dizi çürütülmüş iddia ve komplo teorisi vardır.

Sağlık

Bilimsel fikir birliği, 5G teknolojisinin güvenli olduğu yönündedir. 5G teknolojisinin yanlış anlaşılması, insan sağlığı üzerinde olumsuz etkisi olduğunu iddia eden komplo teorilerine yol açtı.

5G teknolojisinin potansiyel sağlık etkileriyle ilgili olarak medyada ve çevrimiçi ortamda dezenformasyonun yayılması konusunda bir takım endişeler var. 2019’da New York Times’ta yazan William Broad, RT America’nın 5G’yi “beyin kanseri, kısırlık, otizm, kalp tümörleri ve Alzheimer hastalığı” gibi “bilimsel desteği olmayan” zararlı sağlık etkilerine bağlayan programlamayı yayınlamaya başladığını bildirdi. Geniş iddiaların arttığını ileri sürdü. RT America, 2019 Nisan ortasına kadar bu temayla ilgili yedi program yürütmüştü, ancak 2018’in tamamında yalnızca bir program yürütmüştü. Ağın kapsamı yüzlerce blog ve web sitesine yayılmıştı.

Nisan 2019’da Belçika’nın Brüksel şehri radyasyon kuralları nedeniyle 5G denemesini engelledi. İsviçre’nin Cenevre kentinde, 5G’ye planlı bir yükseltme aynı nedenle durduruldu. İsviçre Telekomünikasyon Birliği (ASUT), çalışmaların 5G frekanslarının sağlık üzerinde herhangi bir etkisi olduğunu gösteremediğini söyledi.

Dünya Sağlık Örgütü, COVID-19 ve 5G hakkındaki komplo teorileriyle mücadele etmek için efsane bir infografik yayınladı. CNET’e göre, “Hollanda’daki Parlamento üyeleri de hükümeti 5G’ye daha yakından bakmaya çağırıyor. Amerika Birleşik Devletleri Kongresi’ndeki bazı liderler, potansiyel sağlık riskleriyle ilgili endişelerini dile getirerek Federal İletişim Komisyonu’na yazdılar. Mill Valley’de, California, belediye meclisi yeni 5G kablosuz hücrelerin dağıtımını engelledi.” Benzer endişeler Vermont ve New Hampshire’da da dile getirildi. ABD FDA, “cep telefonu radyo frekansı enerjisine maruz kalma için mevcut güvenlik sınırlarının halk sağlığını korumak için kabul edilebilir kaldığına inanmaya devam ettiğini” söyledi. Eylemci gruplar tarafından yürütülen kampanyaların ardından, Totnes, Brighton ve Hove, Glastonbury ve Frome dahil olmak üzere Birleşik Krallık’taki bir dizi küçük yerleşim birimi, daha fazla 5G altyapısının uygulanmasına karşı kararlar aldı, ancak bu kararların dağıtım planları üzerinde hiçbir etkisi olmadı.

5G Olmayan Hizmetlerin Pazarlanması

Dünyanın çeşitli yerlerinde, taşıyıcılar, “5G teknolojisi” kullanılarak mevcut ağların iyileştirilmesinin reklamını yapan “5G Evrimi” gibi çok sayıda farklı markalı teknolojiyi piyasaya sürdü. Bununla birlikte, bu 5G öncesi ağlar, 5G’ye özel olmayan mevcut LTE ağlarının teknik özelliklerinde bir gelişmedir. Teknoloji daha yüksek hızlar sunmayı vaat ediyor ve AT&T tarafından “5G standartları tamamlanırken 5G’ye evrimimizin temeli” olarak tanımlansa da, gerçek 5G olarak kabul edilemez. AT&T, 5G Evolution’ı duyurduğunda, AT&T’nin daha yüksek hızlar sağlamak için kullandığı teknoloji olan 4×4 MIMO, 5G takma adıyla markalaştırılmadan T-Mobile tarafından zaten uygulamaya konmuştu. Bu tür iyileştirmelerin gerçek 5G olmadığı netleştirilmediği için bu tür bir markalaşmanın tüketicilerde kafa karışıklığına neden olacak bir pazarlama hamlesi olduğu iddia ediliyor.

Tarihi

  • Nisan 2008’de NASA, büyük ölçüde nanosatlarla çalışmakla ilgili olsa da, beşinci nesil bir iletişim teknolojisi yaklaşımı geliştirmek için Geoff Brown ve Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp ile ortaklık kurdu.
  • 2008 yılında, Güney Kore BT Ar-Ge programı “Grup işbirliği ile ışın bölmeli çoklu erişim ve rölelere dayalı 5G mobil iletişim sistemleri” oluşturuldu.
  • Ağustos 2012’de New York Üniversitesi, 5G kablosuz iletişimde öncü çalışmalar yürüten çok disiplinli bir akademik araştırma merkezi olan NYU Wireless’ı kurdu.
  • 8 Ekim 2012’de, Birleşik Krallık’taki Surrey Üniversitesi, İngiliz hükümetinin Birleşik Krallık Araştırma Ortaklığı Yatırım Fonu (UKRPIF) ve Huawei de dahil olmak üzere önemli uluslararası mobil operatörler ve altyapı sağlayıcılarından oluşan bir konsorsiyum tarafından ortaklaşa finanse edilen yeni bir 5G araştırma merkezi için 35 milyon £ sağladı. Samsung, Telefonica Europe, Fujitsu Laboratories Europe, Rohde & Schwarz ve Aircom International. Yeni teknolojinin on yıl içinde hazır olması için mevcut 4G’den daha hızlı hızlar sunarken, daha az enerji ve daha az radyo spektrumu kullanan bir mobil standart geliştirmeye hevesli mobil operatörlere test olanakları sunacak.
  • 1 Kasım 2012’de, “Yirmi Yirmi Bilgi Toplumu için Mobil ve kablosuz iletişim Sağlayıcıları” (METIS) AB projesi 5G’nin tanımına yönelik faaliyetine başlıyor. METIS, bu sistemler üzerinde erken bir küresel fikir birliğine varmıştır. Bu anlamda METIS, küresel standardizasyon faaliyetleri öncesinde diğer dış ana paydaşlar arasında fikir birliği oluşturmada önemli bir rol oynamıştır. Bu, ilgili küresel forumlarda (örneğin ITU-R) ve ayrıca ulusal ve bölgesel düzenleyici kurumlarda çalışmaları başlatarak ve bunlara değinerek yapıldı.
  • Yine Kasım 2012’de, radyo dalgası spektrumu gibi sınırlı ve stratejik kaynaklardan yararlanmak için kilit öneme sahip olan “küçük hücre” teknolojisine odaklanan iJOIN EU projesi başlatıldı. Avrupa Dijital Ekonomi ve Toplum Komiseri Günther Oettinger’e (2014-2019) göre, “spektrumun yenilikçi kullanımı”, 5G başarısının kalbindeki kilit faktörlerden biridir. Oettinger ayrıca bunu “5G’nin ana itici güç olacağı kablosuz bağlantı için temel kaynak” olarak tanımladı. iJOIN, Mobil Dünya Kongresi 2015’te (Barselona, ​​İspanya) bu teknolojinin erken sonuçlarını sergilemek için Avrupa Komisyonu tarafından öncü 5G araştırma projelerinden biri olarak seçildi.
  • Şubat 2013’te ITU-R Çalışma Grubu 5D (WP 5D) iki çalışma maddesine başladı: (1) 2020 ve sonrası için IMT Vizyonu çalışması ve; (2) Karasal IMT sistemleri için gelecekteki teknoloji trendleri üzerine çalışma. Her ikisi de, yeni nesil mobil tanımına doğru mobil iletişimin gelecekteki teknik yönlerini daha iyi anlamayı hedefliyor.
  • 12 Mayıs 2013’te Samsung Electronics, bir “5G” sistemi geliştirdiklerini açıkladı. Çekirdek teknolojinin maksimum hızı onlarca Gbit/s’dir (saniyede gigabit). Testte, “5G” ağının aktarım hızları, 8*8 MIMO kullanılarak 1.056 Gbit/s’de 2 kilometreye kadar bir mesafeye veri gönderdi.
  • Temmuz 2013’te Hindistan ve İsrail, beşinci nesil (5G) telekom teknolojilerinin geliştirilmesi konusunda ortak çalışma konusunda anlaştılar.
  • 1 Ekim 2013’te, Japonya’da dünyanın ilk 5G ağını başlatan aynı şirket olan NTT (Nippon Telegraph and Telephone), 5G Ar-Ge çalışmaları için CEATEC’te İçişleri ve İletişim Bakanı Ödülü’nü kazandı.
  • 6 Kasım 2013’te Huawei, modern LTE ağlarından 100 kat daha hızlı hız yapabilen yeni nesil 5G ağları için Ar-Ge’ye en az 600 milyon dolar yatırım yapmayı planladığını duyurdu.
  • 3 Nisan 2019’da Güney Kore, 5G’yi benimseyen ilk ülke oldu. Birkaç saat sonra Verizon, Amerika Birleşik Devletleri’nde 5G hizmetlerini başlattı ve Güney Kore’nin dünyanın 5G ağına sahip ilk ülkesi olma iddiasına itiraz etti, çünkü iddiaya göre Güney Kore’nin 5G hizmeti başlangıçta yalnızca altı Güney Koreli ünlü için başlatıldı, böylece Güney Kore dünyanın ilk 5G ağına sahip olma unvanını talep edebilir. Aslında, üç ana Güney Koreli telekomünikasyon şirketi (SK Telecom, KT ve LG Uplus) lansman gününde 5G ağlarına 40.000’den fazla kullanıcı ekledi.
  • Haziran 2019’da Filipinler, Globe Telecom’un 5G veri planlarını müşterilere ticari olarak sunmasının ardından Güneydoğu Asya’da 5G ağını kullanıma sunan ilk ülke oldu.
  • AT&T, 2020’nin ilk yarısında Amerika Birleşik Devletleri’nde 5G sunma planlarından önce Aralık 2019’da tüketicilere ve işletmelere 5G hizmeti sunuyor.
  • 2019’da Avusturya ve Beyaz Rusya arasında A1’in katılımıyla 5G dahil olmak üzere geniş bant ve dijital teknolojinin gelişimini hızlandırmayı amaçlayan bir deklarasyon imzalandı. 23 Ocak 2020’de servis sağlayıcı MTS Belarus, Minsk’te bir 5G NSA ağının Huawei ve Cisco ekipmanlarıyla test bölgelerini başlattı 27 Şubat 2020’de, Huawei’nin örnek bir ekipman tedarikçisi olduğu bir mutabakat anlaşması imzalandı. 5G bölgesi. 22 Mayıs 2020’de A1, ZTE ile ortaklaşa, Belarus’ta test modunda, Minsk’te ilk 5G SA ağını başlattı ve 25 Mayıs’ta VoNR (Voice over) aracılığıyla BDT’deki ilk çağrıyı yaptı. Sesin 5G patlama iletimi için Yeni Radyo) teknolojisi. 22 Mayıs 2020’de MTS Belarus, Minsk spor arenasında bir 5G SA ağı başlattı. 28 Mayıs 2020’de Belarus altyapı operatörü beCloud, test modunda 20 baz istasyonlu bir 5G NSA ağını başlattı.

Diğer Kullanımları

Otomobiller
5G Otomotiv Derneği, ilk olarak 4G’de dağıtılacak olan C-V2X iletişim teknolojisini tanıtıyor. Araçlar ve altyapılar arasındaki iletişimi sağlar.

Kamu Güvenliği
Görev açısından kritik bas-konuş (MCPTT) ve görev açısından kritik video ve verilerin 5G’de daha da geliştirilmesi bekleniyor.

Sabit Kablosuz
Sabit kablosuz bağlantılar, bazı yerlerde sabit hat geniş bandına (ADSL, VDSL, Fiber optik ve DOCSIS bağlantıları) bir alternatif sunacaktır.

Yayın uygulamaları için kablosuz video iletimi
Sony, şu anda yayın video kameralarında kullanılan SDI kablolarını değiştirmek için yerel 5G ağlarını kullanma olasılığını test etti.

Kaynaklar: https://en.wikipedia.org/wiki/5G