5G, mobil haberleşme teknolojilerinin gelecek neslidir. 5G ile hem kullanıcı sayısının artırılarak haberleşmenin hayatın her alanına girmesi hem de kullanım alanlarının zenginleştirilmesi istenmektedir; sayısal uçurumun kapanması hedeflenerek dijital nüfusun dünya geneline yayılması yanında sürücüsüz araçlar, sanal gerçeklik, akıllı şehirler, uzaktan ameliyat ve robotlar gibi yeni nesil teknolojiler sayesinde dijital ekonominin hızlanması, sanayi ve bilgi ekonomisinin devamını yaratması beklenmektedir.
Her nesil gibi 5G ile beraber de kablosuz veri gönderme hızı artacak ve şebeke mimarisi daha akıllı hâle gelerek, esnek ve yazılım temelli bir yapıyla kolayca ölçeklenebilecektir. Böylece 5G, zenginleştirilmiş bir deneyim sağlamayı hedeflemektedir. Örneğin, 8K videolar hızla indirilebilecek, artırılmış gerçeklik gözlükleri ile görsel ve hesaplama birleştirilerek yeni bir deneyim sağlanacaktır. Cep telefonu kullanımına ek olarak, milyarlarca sayıda tek yönlü ve az veri gönderen sensör tarzı cihazların bağlanması da sağlanacaktır. Ayrıca bazı kullanımlar için ise veri alışverişinde neredeyse sıfır gecikme sağlamayı ve bağlantının kesilmemesini garantilemeyi hedeflemektedir. Örneğin; bir tele-doktor, dünyanın başka yerindeki hastasını uzaktan kontrol edilebilen robotlar sayesinde ameliyat edebilecek veya aracımızı bir çağrı merkezindeki tele-sürücü sürüyor olabilecek. Bu tip yeni nesil iş planlarını gerçekleştirmek için 5G ile beraber kablosuz yeni bir radyo yanında şebeke yatay düzlemde yazılım katmanları ile tanımlanarak birden fazla çeşit ağ yapısını içine alan heterojen ağ yapısı için çalışılmaktadır. Farklı uygulama türlerini desteklemek için ise dikey olarak birbirinden bağımsız sanal dilimleri tanımlayacak esnek bir yapı tesis edilecektir. Böylece her dilimde farklı kalite gereksinimlerinin garantisi sağlanacaktır.
5G çalışmaları, 2013 yılında Avrupa Birliğinin kurduğu 5G Kamu Özel Ortaklığı (5G PPP) ile başladı. 5G’nin, 2020 yılıyla beraber kullanıma sokulması hedeflenmektedir. 5G’nin hayatımıza girmesi süreci, dünya çapında kolektif çalışmalar ile ilerlemektedir. Kullanılacak frekansların ülkeler genelinde harmonizasyonu (uyumluluk) ve endüstrinin teknolojiyi ortak konsensüs (uzlaşma) ile fazlandırmasıyla beraber ilk 5G standartı 3GPP altında 2017 yılı sonunda tamamlanarak Uluslararası Telekomünikasyon Birliği’nin onayına sunulmuştur.
Neden 5G?
Haberleşmenin insan hayatındaki anahtar rolü, dijitalleşmeyi ilerleten her yeni teknolojide daha fazla artmaktadır. 5G (5. Nesil), haberleşme teknolojisinin giderek genişleyen kullanımlarını daha da ileriye götürerek, haberleşmeyi “insandan insana”, “insandan makineye” ve “makineden insana” gibi kullanımların ötesine taşımayı hedeflemektedir. Örneğin, elektriğin hayatımıza girmesi ilk olarak aydınlatma ile başlamıştı. Bugün ise elektrik, bu sınırlı amacın çok ötesine taşmış, insanın içinde bulunduğu ve hatta bulunmadığı ama elinin değdiği, tasarladığı her alana yayılmış durumdadır. Bugün de benzer bir dönüşümün evresindeyiz.
Kısaca 5G
5G’nin temel vaadi mobil ağların yarattığı servis ve uygulamaların artan ihtiyaçlarını karşılamak ve haberleşme teknolojilerini hayatın her alanına genişleterek “her nesneye” haberleşme yeteneğini kazandırmaktır. Bu amaçla oluşturulacak sistem, 10 Gbps seviyesinde çok yüksek hız kapasite beklentisinin yanında, 1 milisaniye seviyesinde çok düşük bağlantı gecikme gerekliliğini de içermektedir. Ayrıca, 100 milyarı aşacak sayıda düşük hızda bağlantıyı desteklemesi de beklenmektedir. Bu yenilikler hayatın her alanına iletişimi ulaşılabilir kılacaktır; enerji sektörü, yeni nesil sağlık sistemleri, akıllı ulaşım ve akıllı şehir sistemleri gibi birçok konuda yenilikçi 5G uygulama alanları bulunmaktadır.
5G’yi hayata geçirmek üzere üzerinde çalışılan teknolojiler başlıca olarak kablosuz haberleşme, yazılım tanımlı ağ mimarisi1 , ağ fonksiyon sanallaştırması2 , milimetre dalga haberleşme3 , akıllı ve çoklu anten teknolojileri4 , büyük veri ve yapay zekâ, makineler arası haberleşme5 ve yeşil iletişimi6 içermektedir. 5G sistemlerinin 2020 ve 2030 yılları arasında yaygın kullanıma geçmesi hedeflenmektedir. 5G’nin geliştirilme sürecinin önceki 2G, 3G ve 4G mobil nesillerine göre farklı bir düzlemde ilerlediğini söylememiz gerekir.Önceki nesiller, ülkelerin ve şirketlerin birbirine teknoloji kabul ettirme yarışı hâlinde ilerlemiştir. Şimdi ise kullanım isteğinin hızla artması ve bu isteğin internet şirketlerinin iş planlarını alt üst etmesiyle global ölçekte her paydaşın katkı vereceği, bir anlamda herkesin kazanacağı ve hayatın her noktasına haberleşmenin girebileceği ortak bir anlayışın tesisi, 5G çalışmaları ile hedeflenmektedir.
1 SDN: Sofware Defined Networking
2 NFV: Network Function Virtualization
3 mmWave: Milimeter Wave Communication
4 MIMO: Multiple Input Multiple OutputSystems
5 M2M: Machine to Machine Communication
6 Green Communication
5G Öncesi
Mobil haberleşmenin kitlelere yayılması yaklaşık otuz beş yıl önce 1G diye adlandırılarak Amerika’da başlamıştır. Birinci nesil haberleşme (1G), AMPS (Advanced Mobile Phone System) teknolojisi ile ses iletiminde hücre yapısını getirmişti. Yani baz istasyonlarının kapsaması daraltılmasına rağmen, sayısı çoğaltılarak lisanslanan frekansların tekrar tekrar uzak hücrelerde kullanılması sayesinde, aynı anda konuşma kapasitesi hızla artırılmış; ancak iletim altyapısı hâlâ analogtu. Diğer yandan, zamanla kurulan ulusal şebekelerin birbiriyle uyumundan bahsetmek neredeyse imkânsızdı. Kısacası, uluslararası standartlar henüz oluşturulamamıştı ve roaming (uluslararası dolaşım) sağlanamıyordu. Bundan on yıl sonra ise, 2G ile uluslararası uyumu sağlayan standartlar ve roaming altyapısı tesis edilebilmişti. Artık küresel bir mobil şebekeden bahsetmek mümkündü ve bu şebeke, dijital veri iletimi olanakları sayesinde mobil veri iletiminde çığır açmaktaydı. Mobil iletişim altyapısında ve kullanıcı cihazlarında yer alan, sayısal sinyal işleme ve ileri yönlü hata düzeltme teknolojilerinin ucuzlaması, 2G’nin ticarileşmesinin temel katalizörü olmuştu. Bu nesilde, Avrupa’nın kurduğu GSM (Global System for Mobile Communications) teknolojisi bütün dünyada liderliği elde etti.
Yeni bin yıl, küreselleşmenin bin yılı olurken, telekomünikasyon, tüm alanlarda olduğu gibi özellikle de mobil iletişim alanında küresel iş birliği ve uyumu artırıyordu. Artık, ses ve veri, dünyanın hemen her yerinde sorunsuz ve uyumlu bir biçimde dolaşabiliyordu. 2001 yılında, 3G ile sağlanan bu küresel başarı Avrupa’nın UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) standardı ve uluslararası standartların belirleyiciliği üzerine inşa edildi. Aradan on yıl geçmeden gelinen yeni aşamada kullanıcılar, kurumlar ve ekosistemin üreticileri, bu yeni mobil dünyaya o kadar hızlı ve kapsamlı bir şekilde taşınmışlardı ki, artık 3G’nin olanakları, bazı uygulamalardaki ihtiyaçları karşılamakta yetersiz kalmaya başlamıştı. Yeni bir nesil olarak 4G’yi belirleyen teknoloji, fiili olarak Long Term Evolution – LTE (4G olarak anılıyor) ve onu izleyen LTE-Advanced (4.5G) standardı üzerine inşa edilmektedir.
Bugün, mobil haberleşmenin kitlelere yayılması ve beraberindeki ekosistemin hızla büyümesi, kullanıcı isteklerinin de katlanarak büyümesine sebep olmaktadır. 2020 yılına kadar bugünkü trafikten çok daha fazla trafiğin geçeceği ve bunun neredeyse %75’inin video olacağı bir şebekeye ihtiyaç vardır.
Mobil haberleşmede standartlaşma ve ticarileştirmede Avrupa’nın baskınlığı, zaman içinde Uzakdoğu’dan çıkan büyük tedarikçiler, Amerika’dan çıkan internet şirketleri ve Pazar içindeki daralma ile sarsılmaya başlamıştır. Avrupa, 5G ile ülkeler veya kıtalar arasında teknoloji yarıştırmaktan öte geleceğin haberleşme teknolojisini ve dijital ekonomisini global ölçekte kurmayı hedeflemektedir. Bu yüzden 5G PPP gibi kuruluşlar üzerinden bütün dünyada gerçekleşen 5G çalışmalarını harmonize etmek üzere araştırma fonları hayata geçirildi . 5G PPP’nin 2013’teki kuruluşundan beri günümüze gelinen süreçte, AB komisyonu tarafından kamu-özel ortaklığı ile 5G çalışmaları için toplam 3,5 milyar euroluk bir fon dünyaya açık bir şekilde ayrıldı. Aynı zamanda 5G üzerinde çalışma yapan diğer ülkelerle (Amerika, Çin, Japonya, Güney Kore) yapılan üst düzey çeşitli anlaşmalar vasıtasıyla ortak proje imkânlarının oluşturulması yanında, 5G Deneyim Merkezleri (5G Experimental Facilities) adı altında bütün dünyada bu konuda çalışma yapan araştırma merkezleri bir araya getirildi ve 5G denemeleri harmonize edilerek sinerji yaratıldı.