ResimLink - Resim Yükle

ResimLink - Resim Yükle

5G ve Özel Kablosuz Ağ Endüstri 4.0’ı Mümkün Kılan Teknoloji

5G ve Özel Kablosuz Ağ Endüstri 4.0’ı Mümkün Kılan Teknoloji

Hepimiz biliyoruz, 5G ile birlikte yıldırım hızında mobil geniş bant bağlantı da hayatımıza girecek. Aslında bakarsanız telefon bu hikayenin en az heyecan verici kısmı. 5G yaşama, çalışma ve oyun oynama şeklimizi tamamen değiştirecek olan dördüncü sanayi devrimi için gereken bağlantıyı sağlayacak. Üstelik, 5G sürdürülebilirlikte de devrime neden olacak.

Dördüncü sanayi devrimi ve mobil bağlantı

Bilgisayar ve internet ile karakterize edilen üçüncü sanayi devrimi, bankacılık ve medya gibi hizmet sektörlerini derinden etkiledi. Ne var ki, çok sayıda ağır ekipmana, üretim hattına ve malzeme işlemeye sahip endüstriler bu “dijital devrimi” kaçırdı.

Ancak bu durum, kaynakları sürdürülebilir bir şekilde tedarik etmek, bunları pazara taşımak, üretmek, çalıştırmak, işletmek ve teknolojik dünyamızın tüm yönlerine hizmet etmek için dijitalleştirme ve otomasyonu kullanacak olan dördüncü sanayi devrimi (diğer adıyla Endüstri 4.0) ile değişecek ; buna şehirlerimizin yönetimi, insanların ve gezegenin refahı dahil.

Endüstri 4.0’a mobil ağlar güç veriyor; bunun için ilk başta son derece güvenilir olan özel 4G kablosuz ağlar kullanılacak, sonra ihtiyaç oldukça 5G’ye geçilecek. Ofis ortamında iyi çalışan kablolu ve Wi-Fi ağları, mobil kullanım için tasarlanmamıştır ve bu sebeple endüstriyel ortama pek uygun değiller. Bildiğimiz kablo yerini korumaya devam edecek, ancak ‘ölçeği büyütme’ ve birden fazla donanıma bağlanma söz konusu olunca, kablo bir sorun yumağıdır. Wi-Fi ile diğer eski kablosuz teknolojiler de -kablosuz özelliğe sahip olmakla birlikte- kapsama alanı, güvenirlik, öngörülebilir stabil performans, güvenlik ve mobilite bakımından yetersizler.

Mobil ağlar daha yüksek kapasiteye, geniş kapsama alanına, daha az kör noktaya, daha iyi sinyal çekme oranına sahiptir; üstelik, serbestçe hareket etmesi gereken ve radyo dalgalarının zor nüfuz ettiği ortamlarda bulunan cihazlara güvenilir biçimde bağlanacak şekilde tasarlanmışlardır. Çok daha önemlisi, öngörülebilir, stabil ve düşük bir gecikme değeri sunarlar; robotik gibi, komut ile tepki arasında gecikmeye tahammül olmayan, makineler arası iletişim için bu temel önemdedir.

5G’nin avantajları

Yüksek hız yüksek kapasite

5G’nin 4G’ye göre daha yüksek hız ve daha yüksek kapasite sunduğunu hepimiz biliyoruz; bunun sebebini anlarsak 5G’nin önceki nesil ağlara göre neden daha sürdürülebilir olduğunu da açıklayabiliriz.

Mobil teknolojiler veri iletmek için radyo dalgaları kullanırlar. Telefon görüşmesi yaptığımızda, kısa mesaj gönderdiğimizde veya video izlediğimizde, telefonumuz bu içeriği dijital kodlardan oluşan (1’ler ve 0’lar) paketlere dönüştürür; ardından, bu paketler radyo dalgaları üzerinden iletilir ve alıcı tarafta geri dönüştürülür. Radyo dalgalarını okyanus dalgaları gibi düşünün; frekansa ve genliğe (yüksekliğe) göre farklılık gösterirler. Dijital sinyal, dalga dizisinde ufak değişiklikler yaparak şifrelenir.

5G, spektrumun herhangi bir bölümünde uygulanabilir. Yüksek frekanslarda, devletler servislere daha fazla dalga boyu veya frekans aralığı ayırabilirler; bu da, daha fazla veri iletimini mümkün kılar. Örneğin, düşük frekanslarda kanal genişliği 10-20 MHz civarındayken, daha yüksek frekanslarda kanal genişliği 100-200 MHz arasında gezer.

Her türlü şekil ve boyda gelen 5G donanımları kendi ağlarını tasarlayan operatörlere daha fazla seçenek sunar. “Massive -yoğun- MIMO” (çoklu giriş çoklu çıkış) olarak bilinen anten dizileri, spektrumu daha fazla kullanmaksızın kapasiteyi yükseltebilir ve böylece, aynı radyo kanalı üzerinden aynı anda birden fazla veri sinyalinin iletilmesine ve alınmasına olanak sağlar. İç ve dış mekanlara kurulan “küçük hücreler (small cells)” veri iletiminin yoğun olduğu noktalarda kapsama sağlayarak büyük hücrelerin kapsama alanını tamamlar.

Spektrum bantları

Devletler tarafından lisansı verilen 5G radyo frekans aralıkları daha önceki nesillere kıyasla daha geniştir.

Operatörler ve işletmeler spektrumdaki her frekansın farklı niteliklerinden istifade edebilirler. Ağ trafiğinin yoğun olduğu şehir yerleşimleri, stadyumlar, havaalanları vb. yerlerde, operatörler spektrumdaki yüksek frekansları kullanarak radyo anteni başına daha yüksek bant genişliği kapasitesi sunabilirler.

Bununla birlikte, spektrumdaki düşük frekansların kendine has avantajları bulunmaktadır. Düşük frekanslı sinyal, binaların içlerine kadar ulaşır ve spektrumun yüksek frekanslı bölümüne kıyasla doğal bir şekilde daha uzak mesafelere erişir; bu da, spektrumun düşük frekanslı bölümünü trafiğin az olduğu kırsal bölgeler için ideal kılar.

Ultra-güvenilir düşük gecikme

Sektördekiler 5G’den bahsettiklerinde, kastedilen şey mobil teknoloji standartları kurumu olan 3GPP tarafından belirlenmiş mobil ağ teknik şartname kümesidir. Veri iletilirken ufak paketlere bölünür. 5G teknik şartnamelerinden birisi ultra-güvenilir düşük gecikmeye yöneliktir; ultra-güvenilir düşük gecikme, bağlantının birkaç saniye için dahi kesilmesine tahammül edilmeyen, uzaktan kalp ameliyatı veya otonom arabalar gibi kullanım durumları için çok ama çok önemlidir.

3GPP teknik şartnameleri paketlerin %99,9999’nun bir milisaniye içinde teslim edilmesini şart kılacak şekilde tanımlanmıştır. 6 tane 9’un birbirini izlediği bu güvenirliğe, ağ tasarımında yaşanan muazzam sayıdaki teknolojik ilerleme sayesinde ulaşılmıştır; neredeyse anlık olarak paket yük devretme (packet failover), yazılım tanımlı (donanımdan farklı olarak) ağ yönlendirmesi ve daha fazla yedeklilik gibi ağ tasarımındaki birçok teknolojik ilerlemeyle elde edilir.

Gecikme ifadesiyle kastedilen şey, verilen komut ile gerçekleşen eylem arasında geçen süredir. Düşük gecikme sayesinde robotlar ya da taşıtlar uzaktan kontrol edilebilir, otonom olarak bile çalışabilirler. Bir operatörün limanda konteyner taşıyan bir taşıtı kullandığını gözünüzde canlandırın. Operatörün direksiyon ve fren mekanizmalarında hiç gecikme olmadan, tıpkı kendisi fiziken orada şahsen sürüyormuş gibi taşıtı kontrol edebilmesi gerekir.

Daha sürdürülebilir

5G ağı, birim enerji başına 100 kat daha fazla veri iletebilir. Bu, daha verimli veri iletimi için spektrumun daha yüksek frekanslı bölümünün kullanılması ve donanım tasarımında yapılan iyileştirmeler sayesinde mümkün olmuştur; örneğin, Yoğun MIMO daha önceki anten yapılandırmalarına kıyasla enerji açısından daha verimlidir.

Nokia ve Telefónica tarafından yapılan araştırmaya göre, 5G ağları önceki ağlara nispetle birim trafik başına yüzde 90’a varan oranda daha enerji-verimli.

Üstelik, kolaylaştırıcı bir etkisi daha bulunuyor. Mobil operatör sektörü kurumu olan GSMA ve Carbon Trust (Karbon Vakfı), dijitalleştirme ve otomasyon yoluyla 5G’nin diğer sektörlerdeki emisyonları mobil ağların kendilerinin ürettiği emisyon miktarının 10 katı kadar azaltma potansiyeline sahip olduğunu buldu.

5G yeni ağ özellikleri sunuyor

Hem daha fazla hız hem de daha düşük gecikmeyle daha yüksek kapasite ve güvenirlik sunan 5G, ağı tepeden tırnağa değiştiriyor. Bünyesinde ağın servis kabiliyetlerini artıran yeni özellikler barındırıyor.

Ağ dilimleme (Network slicing)

Önceki nesil 2G, 3G ve 4G’de, geleneksel uçtan uca ağ tüm kullanıcılara aynı hizmeti sunmaktaydı. Operatörün bir müşterisi, örneğin, polis veya itfaiye, bir uygulama için belirli bir seviyede hizmet kalitesi garantisi talep ettiğinde, tek seçenek fiziken yeni bir ağ kurmak veya ‘Sanal Özel Ağ’ oluşturmaktı. 5G, ağ dilimleme ile bunu değiştiriyor.

Ağ dilimleme sayesinde, operatörler aynı fiziki ağ içinde sanal, bağımsız ağlar oluşturabilirler. İster bir telefonu mobil geniş bant bağlantıya isterse bir robotu otomasyon uygulamasına bağlarken olsun, ağ operatörü söz konusu dilim için tıpkı kendi başına bir ağmış gibi hız, gecikme, güvenirlik ve güvenlik konusunda belli hizmet kalitesinin sunulacağının garantisini verebilir.

Bir ağ dilimi, ekipman-satıcısından bağımsızdır ve A firması tarafından sağlanan bir radyo ağından, B firmasınca sağlanmış çekirdek şebekeye dek yaygınlaştırılabilir. Bu, geniş coğrafyaları kapsayan senaryolarda kullanılabileceği anlamına gelir.

Bir spor stadyumunda seyircilerin selfi resimleri yüklemesi, güvenliğin gözetlenmesi ve yayıncı kuruluş için farklı ağ dilimleri bulunabilir. Her birinin farklı şartları, öncelikleri ve fonksiyonları olur ve bu sayede her ağ dilimi farklı şekilde dağıtılır. Güvenlik ve canlı yayın dilimlerindeki trafik, 50.000 seyirci birden atılan bir golün videosunu paylaşmaya çalışırken bile daima taahhüt edilen bant genişliğinden akar.

Edge computing (sınır bilişim)

Varsayın ki, otonom bir araç içinde yolculuk ediyorsunuz ve kontrolden çıkan bir araç yolunuza giriyor; otonom aracınızın gereken kaçınma komutunun gelmesi için uzaktaki bir bulut sunucusuna veri göndermesini istemezsiniz. Bu görevin gerektirdiği gecikmenin asgaride tutulması için, bilgisayar işlemlerinin bulunduğunuz yere olabildiğince yakın bir noktada yapılmasını isterseniz. Buna “sınır bilişim” (edge computing) denir; sınır bilişim, ağın kenar uçlarında bulut bilişim kabiliyeti sunar.

Sınır bilişimin sunduğu özellikler 5G ağlarıyla birlikte, oyun ve artırılmış gerçeklik gibi interaktif ve gecikmeye karşı hassas uygulamaları da mümkün kılıyor. Sınır bilişimin 4G özel kablosuz ağlarla birlikte yaygın olarak kullanıldığı endüstriyel ortamlarda, antrepo ve fabrika işleten kuruluşlar, robotlara ait bilgisayar işlemlerinin çoğunu ağ çekirdeğine taşıyarak maliyetleri azaltabilir; bu, robotların daha hafif ve daha çevik olabileceği, daha az enerji kullanacağı ve daha az pahalı olacağına anlamına geliyor.

Nesnelerin İnternet’i (IoT)

Mobil ağlarca bağlanan, Nesnelerin İnterneti sensörleri ve cihazları her yerdeler. Covid-19 aşısına, sıcaklığı sürekli takip ederek aşının yolculuk boyunca soğuk kalmasını temin eden sensörler eşlik ediyor. IoT cihazları kullanılarak ekinler, toprağın asitlik oranı, sıcaklık ve sulama takip ediliyor; bu cihazlar çiftçilerin doğru kararlar almasına yardım ediyor. Sağlık ve imalat sektörleri ile akıllı şehirler bu cihazlardan milyonlarca sayıda kullanmaktadır.

Açık RAN (Open RAN)

Açık RAN (Radyo Erişim Ağı) telekom sektöründe sıcak gündem maddesi.

Ağlar daha sofistike hale geldikçe, donanım tedarikçileri bakımından da daha homojen hale geliyorlar. Bu bilhassa ağın gözle görülür kısmı olan ve kuleler ile baz istasyonlarında gördüğümüz antenleri barındıran RAN için doğru.

Açık RAN sayesinde, RAN’i oluşturan çeşitli bileşenlerin (radyo antenleri, donanım ve yazılım) arasındaki protokoller ve arayüzler “açık hale getirilir”; böylece mobil ağ operatörleri bir yandan farklı tedarikçilerin donanımlarını kullanma olanağına kavuşurken bir yandan da bu bileşenlerin birbirleriyle karşılıklı uyumlu şekilde çalışmasını sağlayabilirler.

Daha fazla sayıda tedarikçinin bu ağ bileşenlerini sağlaması sayesinde, daha fazla innovasyon yapılıyor ve operatörlere daha fazla seçenek sunuluyor. Başka bir Açık RAN özelliği de, programlanabilme özelliği getiren RAN Akıllı Denetleyicisi (RIC). Örneğin, bir maçın oynandığı günde RIC aracılığıyla yapay zeka kullanılarak futbol stadyumu civarındaki ağ optimize edilebilir.

Özel kablosuz ağ

Özel kablosuz ağ, endüstriyel operasyon varlıklarına ve kullanıcılarına yönelik olan bağımsız bir ağdır. Özel kablosuz ağ, tıpkı halka açık kablosuz ağ gibi, kablosuz geniş bant bağlantı sunar, ancak söz konusu kablosuz özel ağı kuran veya satın alan kuruluş tarafından yönetilir ve söz konusu kuruluşa aittir. Dikey endüstriler ve madencilik, kamu hizmetleri, fabrikalar, antrepolar, limanlar, havaalanları, güvenlik kuvvetleri gibi kamu sektörleri ile akıllı şehirler özel kablosuz ağ için mükemmel adaylardır ve daha şimdiden bu tür ağları kullanarak faaliyetlerini dijital getiriyorlar.

Özel işletmeler ile şirketler ise kablolu ağlara ve WiFi ağlarına olan üstünlüklerinden dolayı özel kablosuz ağlara yöneliyorlar. Bunların çoğu zaten bugün kullanılabilir durumda ve 5G ile birlikte daha da güçlenecekler.

  • Tümleşik şifreleme ve kimlik doğrulama özellikleri sayesinde ağın doğasından kaynaklanan güvenlik
  • Sistemleri düzgün ve sorunsuz çalışır halde tutma görevi bakımından kritik önemde güvenirlik
  • Büyük kampüs alanları, iç ve dış mekanlarda her noktaya ulaşan bağlantı
  • Artan talebi karşılar. Tek bir kablosuz ağ ile, iş operasyonlarının gerektirdiği teknoloji ihtiyaçları için öngörülebilir, stabil yüksek veri hızları ve düşük gecikme. Kritik önemde ses sensörü ile düşük güç tüketen sensör destekleri.
  • Yüksek çoklu kullanıcı kapasitesi
  • Mobil cihazlar üzerinde gelişmiş uygulamalar ve hücresel ağdan kamuya açık ağa şeffaf geçişler
  • Metal kaynağı yapılan yerlere benzer ağır sanayi ortamlarında üretim süreçlerinden kaynaklanan parazitte azalma

Özet

5G videolu gözetimden sabit kablosuz erişime, kişiyi sarmalayan deneyime, akıllı stadyumlara, ayak parmağı sağlığına, uzaktan makine kontrolüne, bulut robotik sistemlerine, süreç otomasyonuna ve uzaktan kumanda edilen/otonom araçlara varana dek Endüstri 4.0’a güç verecek hayal bile edilemeyen olanaklar sunuyor.

 

Teknoloji, Nokia tarafından açıklanıyor

Teknolojinin arka planı hakkında bilgi veren bu yeni seri gazetecileri ve öteki yorumcuları eğitmek üzere hazırlanmıştır. Son yayınlar:

 

Nokia olarak şirketler, şehirler, tedarik zincirleri ve toplumlar çapında dünyanın zekasını bir araya getiren kritik ağlar ve teknolojiler yaratıyoruz.

İnovasyon ve teknolojide liderlik taahhüdümüz sayesinde, ödül kazanan Nokia Bell Laboruvarları’ndan da güç alarak mobil, altyapı, bulut ve kolaylaştırıcı teknolojiler alanlarında bilimin sınırlarında gezinen ağlar sunuyoruz.

En yüksek doğruluk, dürüstlük ve güvenlik standartlarına uygun davranarak daha üretken, sürdürülebilir ve kapsayıcı bir dünya için ihtiyaç duyduğumuz kabiliyetleri geliştirmeye yardım ediyoruz.

Bizimle ilgili en güncel bilgiler için www.nokia.com adresimize tıklayabilir, veya Twitter üzerinde @nokia hesabını takip edebilirsiniz.

Yazan: Nokia Ülke Müdürü Özgür Erzincan

Sosyal Medyada Paylaşın:

BİRDE BUNLARA BAKIN

Düşüncelerinizi bizimle paylaşırmısınız ?

Sponsorlu Bağlantılar
  • ÇOK OKUNAN
  • YENİ
  • YORUM