MOBİL HABERLEŞME SİSTEMLERİ

DERS İÇERİĞİ Global System for Mobile Communications (GSM) General Packet Radio Service (GPRS) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Wireless Local Area Network (WLAN) 802.16 and WiMAX Bluetooth

GİRİŞ Haberleşme standartları USA da ANSI(Amerikan National Standartds Institude) Avrupa da ETSI (European Telecommunications Standards Institute)

Standartlar Dünya çapında bir çok firma bu alanda çalışmalarını sürdürmektedir. Standartlar (ITU(international telekommunication union) olmadan ülkeler arası iletişim sağlanamaz, ve servis sağlayıcısı sadecece kendilerine ait ağ bileşenleri ile iletişim kurma sınırlamasına takılabilirdi.

GELİŞİM 1G: Sadece analog modulasyon tekniklerinin kullanıldığı sistemlerdir 2G:Sayısal modulasyon tekniklerinin kullanıldığı sistemler 3G:Sayısal modulasyon tekniklerinin yanısıra, Bilgi işleme ve gösterme teknikleri kullanarak kullanıcıyı küresel bir bilgi ağının bir parçası haline getirmeyi hedefleyen sistemler

Gerek birinci nesil(TACS,NMT vb) gerekse ikinci nesil sistemler (GSM,DCS1800,DECT,ERMES,TETRA) kendi aralarında uyumlu değildir. İkinci nesil sistemler her ne kadar veri iletişimini destekleseler de (Broadband Integrated Services Digital Network) hizmetlerini sunamamaktadır. Bu nedenlerden dolayı mobil iletişim sistemleri (UMTS vb.) üzerinde yoğun bir şekilde çalışmaktadır.

Esnek hareketlere duyarlı bir mimari geliştirilmiştir. Normal telefon hatlarında 2 kişi arasında iletişim kurmak kolaydır, yalnız GSM de kullanıcılar mobile (hareketli) olmalarından dolayı, Anahtarlama matrisinde giriş ve çıkış olarak belirtilecek nokta aynı nokta değildir Esnek hareketlere duyarlı bir mimari geliştirilmiştir.

1G (Birinci Nesil Sistemleri) A)TELSİZ SİSTEMLERİ Analog Konvasyonel ya da Trunk sistemlerdir. B) HÜCRESEL TELEFON SİSTEMLERİ C)ÇAĞRI SİSTEMLERİ D)KORDONSUZ TELEFON SİSTEMLERİ Analog yapılarından dolayı özellikle veri haberleşmesi ve etkin kanal kullanımı konusunda yetersiz kalmışlardır.

TARİHÇE VE GELİŞİM Telsiz haberleşme sistemlerinde iletilmek istenen mesaj, taşıyıcı görevi yapan elektromanyetik bir dalga sayesinde iletilir. Belli bir frekanstan gönderici ile yayınlanan bu dalga, bir anten vasıtasıyla aktarılır. Telsiz haberleşmesi, yalnızca haberleşme gereksiniminin artmasına paralel olarak değil aynı zamanda mobilite özelliğinden dolayı tercih edilmekte ve hızla gelişmiştir ve gelişmektedir.

A) Telsiz Sistemleri Analog Konvasyonel Sistemler Trunk Sistemleri

Analog Konvasyonel Sistemler Tek frekans kullanılır. Tüm kullanıcılar, görüşmeyi duyar. Kanal anahtarlaması yoktur. Sistemin aynı frekans üzerinden alma ve gönderme yapmasına simpleks çalışma denir. Telsizde veri iletişimi yaparken alıcı pasif hale geçer. Yarı dubleks Tam dubleks : sistemde tüm birimler aynı anda gönderme ve alma özelliğine sahiptir.

Telsiz İletişimi Bir telsizin görüşme mesafesi çıkış gücü ile sınırlıdır. Ve bu mesafe iklim/coğrafi şartlarla orantılıdır. Araya tekrarlayıcı konulur.

Telsizlerin, alma ve göndermede aynı frekans kullanarak çalışmasına simpleks çalışma; farklı frekans üzerinden çalışmasına ise dupleks çalışma adı verilmektedir.

Trunk Sistemleri Trunk Telsiz sisteminde telsiz kullanılcıları görüşmek istedikleri telsiz kullanıcısnız ya da grubu sisteme bildirir. Kontrol kanalından gelen istekleri değerlendiren Trunk Telsiz Sistemi ses veya data haberleşme isteğinde bulunan telsiz veya grup tarafından kullanılır. Tümü kullanımdayken gelen data veya ses haberleşme istekleri kanal sırasına alınır. Trunk haberleşme sistemlerinde sadece konuşanlar duyar.

B) HÜCRESEL TELEFON SİSTEMLERİ NMT (Nordic Mobile Telephony) 1981 Amerika’da Bell Laboratuvarları tarafından geliştirilen AMPS (Advanced Mobile Phone System) 1983(1200 bps) hücreler arası geçişte 0.0502 sn arasında kesintiler oluşur. Her iki sistem Frequency Division Multiple Access (çoklu erişim tekniğini ve FM modulasyon yöntemini kullanmaktadır.

C) ÇAĞRI SİSTEMLERİ İlk başta taşınabilir küçük çağrı cihazına gönderilen sinyaller ile kullanıcısına uyarı vermeyi hedefleyen bu sistemler, günümüzde mesaj gönderme ,alma ve E-mail mesajlarını alma gibi servisler sunar hale gelmiştir. POGSAG ilk çağrı cihazıdır.

D) KORDONSUZ TELEFON SİSTEMLERİ Telsiz telefon CT0, CT1, CT1+ ve JTC standartlarında üretilmekte olup ülkemizde CT1 ve CT1+ satndardında olan telefonlar kullanılmaktadır.

İKİNCİ NESİL SİSTEMLER Sayısal haberleşme teknolojisinin kullanıldığı telsiz haberleşme sistemidir. Analog bilginin sayısal hale dönüştürülmesi ile birlikte bilgi üzerinde her türlü matematiksel işlem yapılması mümkün hale gelmiştir.

SAYISAL İŞLEMLER Ses kanal kodlama Şifreleme Sayısal modulasyon Çoklu kanal erişim teknikleri Ses kodlama teknikleri sayesinde ses işaretleri 2400 bps hızında kanallardan gönderilebilir hale gelmiştir.

Kanal kodlama teknikleri ile karışım olan kanallarda meydana gelen bilgi bozulması daha sonra düzeltilebilir ve yeniden elde edilebilir olarak gönderilmeye başlanmıştır. Sayısal Modulasyon teknikleri ile minimum kanal aralığından maksimum hızda veri göndermek mümkün olabilmektedir.

2G İkinci Nesil Sistemleri A) TELSİZ SİSTEMLERİ B) HÜCRESEL TELEFON SİSTEMLERİ C)ÇAĞRI SİSTEMLERİ D) KORDONSUZ TELEFON SİSTEMLERİ

TELSİZ SİSTEMLERİ Avrupa kıtasında TETRA , Amerika kıtasında ise APCO25 sistemleri standart olarak geliştirilmiş, üretilmiş ve işletilmeye başlanmıştır.

TETRA ETSI tarafından geliştirilmeye başlanmıştır. Standartlarda 25 kHz kanal aralığında TDMA erişim tekniği ile 4 slottan oluşan V+D (Voice plus data) ve PDO (Packet Data Optimised) sistemleri için genel olarak sistem ile telsizler arasındaki işaretleşme yapısını ve kurallarını tanımlamaktadır. 4 zaman aralığının tümünün bir kullanıcıya tahsis edilmesi ile 28.8 kbit/s veri hızına erişebilmektedir.

TETRA Frekans aralığı :390-900 Mhz Erişim tekniği: TDMA Kanal aralığı 25 kHz Taşıyıcı başına kanal sayısı 4 İletişim modu : Full duplex RF Bit hızı 36 Kbit /s Net bit hızı 2.4 … ’28.8 Kbit/s

HÜCRESEL TELEFON SİSTEMLERİ GSM 1982 yılında Avrupa’daki sivil araç telefonu kullanıcılarını tek bir sistem altında toplamak amacıyla geliştirilmesine karar verilen hücresel ve sayısal bir sistemdir. GSM haberleşmesi 200 kHz kanal aralığında 8 zaman aralıklı TDMA erişim tekniği ile gerçekleştirilmektedir.

GSM MSC denilen anahtarlama merkezi ile bağlanır. Frekans bandı UHF 890-915 Mhz 935-960 Mhz Erşim tekniği: TDMA Taşıyıcı aralığı: 200 kHz Toplam taşıyıcı sayısı: 124 Taşıyıcı başına Kanal sayısı: 8 İletişim modu :Full duplex Modülasyon tipi: GMSK(gaussian minimum shift keying) Hız: 9600 bps veya 14400 bps

GSM Bir çok operator yeni fonksiyonlar geliştirerek , maliyeti düşürmeyi hedeflemekte bunun için araştırmalarını devam ettirmektedirler.

Çağrı Sistemleri ERMES(European Radio messege standart) FLEX(motorola tarafında geliştirilmiştir)

Kordonsuz Telefon Sistemleri DECT Uygulama alanları, konutlarda kullanım, kamuya açık kullanım, ofis haberleşmesi, özel şebekeler. CORDLESS TELEPHONE 2 CT2

UYDU HABERLEŞME SİSTEMLERİ Uydu haberleşme sistemleri dünya üzerini 1000’in üzerinde uydu ile battaniye gibi kaplamaya devam etmektedir. Oridium,Odyssey, Globalstar, Teledesic, ICO, Thurya, Aces Agranni ve EAST olarak sayılabilir. Ekim 1999 dan bu yana ticari kullanıma açılmış ve 2000 yılının 4. çeyreği itibari ile işletilmesi devam etmektedir.

3G (ÜÇÜNCÜ NESİL SİSTEMLER) UMTS (Universal Mobile Telephone Service) ITU’nun ETSI tarafından gerçekleştirilen bir 3. nesil haberleşme sistemidir. UMTS 2 Mbps hızlarına kadar veri iletişimi sağlayacaktır. Bu sayede video alma gönderme kapasitesine sahip mobil telefonlar geliştirilebilecektir. UMTS sistemi, kullanıcı terminalinin, kullanıcının haberi olmazsızın , telli telsiz hatlar üzerinden kesintisiz servis alabildiği sistemdir.

UMTS 2 Mbit/s hızını desteklemektedir. UMTS çoklu 10 Mb/s hızında veri iletişimini gerçekleştirmekten çok uzaktır. UMTS nin asıl sunduğu şey, Terminal ve kullanıcı hareketliliğidir. UMTS ile bugün GSM, DECT ve UYDU haberleşme sistemleri üzerinden sunulan servislerin birleştirilmesi ve kapasitenin artırılması öngörülmektedir.

MOBİL VERİ SERVİSLERİ Taşıyıcı olarak çeşitli özellik ve hızlarda mobil veri servisleri sunulmaktadır. GSM dışında örn. çağrı cihazları üzerinden e-mail erişimi bile sağlanmaktadır. Profesyonel telsiz sistemleri bu anlamda GSM sistemlerine rakip olabilecek tek alternetiftir.

MOBİL VERİ SERVİSLERİ CSD : GSM data ve faks servisleri sadece ses servisleri tanımlanmıştır ve veri servisleri yoktur. SMS: Kısa mesaj servisi , ilk msj 1992 yılında İngiltere’de vodofone şebekesi üzerinden gönderilmiştir. Gönderilen SMS adı verilen uçlarda tutulmakta ve sırası geldiğinde alıcı terminale gönderilmektedir. Dünya üzerinde 120 milyon adedin üzerinde GSM terminali bulunmakta ve bu terminaller üzerinden her ay 2 milyar adet kısa msj gönderilmektedir.

MOBİL VERİ SERVİSLERİ USSD(unstructed Supplementary Services): GSM sistemleri üzerinden bilgi ya da talimat göndermenin bir başka yolu olarak da tanımlanabilir. USSD, SMS servisi ile benzerlik gösterir ancak SMS serisinin tersine USSD sakla ilet metodu ile çalışmaz ; bir kullanıcı USSD servisini başlattığında bir bağlantı oluşturur ve servis kullanımı sonuna kadar bu bağlantı kalır.

USSD Msj en fazla 182 karakter uzunluğunda olabilir. Geri dönüş zamanı SMS servisinden daha kısadır. USSD çift yönlü haberleşme söz konusu olduğunda SMS servisinden 7 kat daha hızlı olabilmektedir. Menüye gerek yoktur, direk USSD komutunu girmek yeterli olacaktır. Tüm telefonlar tarafından desteklenmektedir. SIM application toolkit ve Wireless Application Protocol USSD servisini desteklemektedir. USSD2 olan GSM telefonlarda WAP benzeri servisler sunulabilir.

HSCSD HSCSD tek zaman aralığında verilen veri iletişim servis hızını birden fazla zaman aralığı kullandırmak suretiyle artırmayı hedefleyen bir veri iletişim servisidir. HSCSD (High Speed Switched Data) 1999 ve 2000 yıllarında kullanılmaya başlanan ara teknolojidir. GSM kanalının yapısında 4 zaman aralığını kullanarak 38400 bps ya da 57600 bps hızlarına kadar veri iletişim hızı sunabilmektedir.

HSCSD Haberleşme dünyasının IP tabanlı sistemlere geçtiği düşünüldüğünde devre anahtarlamalı yapısı ile IP dünyasında geleceği olmayacağı görülmektedir. HSCSD ile kullanıcılar yüksek hızlara çıkabileceklerdir. Ancak bu yapı ile kullanıcılar alıp gönderilen veri miktarına göre değil bağlantı süresine göre ödeme yapacaklardır. HSCSD servisinin kullanılabilmesi için sadece baz istasyonlarında yazılım değişikliği yapılması yeterli olacaktır.

HSCSD HSCSD veri iletişim servisinin en büyük problemi birden fazla zaman aralığı kullanıldığı zaman hücreler arası geçişte yaşanacak olan sorundur.

MOBİL HABERLEŞMEDE GELİŞMELER Yeni standartlara ihtiyaç duyulur. QoS (quality of Service) seviyesi geliştirilir Yeni protokoller ve mimariler geliştirilir. Gürültü seviyesinin düşürülmesi Güç kontrolü Performans geliştirilmesi Bağlantı ve taşınabilirlik yönetimi Nominal ve kablosuz ağların güvenliği.