Veri Haberleşme Teknikleri

Günümüz teknolojisinde kullanılan Veri haberleşmesinde haberleşme teknikleri aşağıda maddeler halinde açıklanmıştır. Esas olarak teknikler; ISDN (Integrated services digital network) Sistemler, xDSL Sistemler (Dijital Abone Hattı) dir. Burada xDSL Sistemler (Digital subscriber line - sayısal abone hattı),bakır telefon kabloları üzerinden evlere ve ofislere yüksek bant genişliği sağlayan bir internet teknolojisi olarak tanımlanır. Bu da HDSL(High-verirate digital subscriber line), ADSL(Asymmetric-veri-rate digital subscriber line), VDSL (Very-high veri-rate digital subscriber line) olmak üzere üç çeşit bağlantı sistemi kullanılmaktadır. Ülkemizde bunlardan en çok kullanılanı ADSL’ dir.

ISDN TEKNOLOJİSİ (INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK) (Tümleşik Hizmetler Sayısal Şebekesi) İletişim teknolojilerinde; multimedya uygulamaları yani ses, video ve text gibi ögelerin birlikte kullanımı zorunlu hale gelmiş; bu ihtiyacın yerine getirilmeside yeni, özellikle sayısal iletişim teknolojilerinin kullanımını gerekli kılmıştır. Özellikle multimedya uygulamalarının verimli bir şekilde gerçekleştirilebilmesi yani bağlantı veya hız problemlerinin olmaması için ISDN gibi sayısal iletişim teknolojilerinin kullanımı gerekmektedir.

Integrated Services Dijital Network (Tümleşik Hizmetler Sayısal Şebekesi) sözcüklerinin başharflerinden oluşan ISDN; ses, görüntü, veri gibi her türlü bilginin sayısal bir ortamda birleştirilip aynı hat üzerinden iletilmesinin sağlandığı bir haberleşme ağıdır. ISDN ses, veri ve görüntü gibi değişik servisleri tek bir ağda bütünleştirmektedir. Teknolojik gelişmelere paralel olarak insanlığın ihtiyaçları da artmaktadır. Artan ihtiyaçların karşılanması yeni sistemleri doğurmaktadır. Haberleşmedeki hızlı gelişmelerde Artık haberleşme teknolojilerinde çoklu ortam uygulamaları; ses, video, görüntü ve yazılı metinlerin birlikte kullanımını ve iletişimini gerekli kılmaktadır, bu da mevcut sistemlerin sayısallaştırılmasını gerektirmektedir. ISDN santraller bu işlevi yerine getirmede önemli bir teknoloji olarak görülmektedir.

ISDN'nin sağladığı ve kullanılmakta olan telefon şebekelerine göre avantajları; • Yüksek kalitede ve güvenilir iletim, • Yüksek esneklik, • Yüksek iletim hızı, • Kullanıcı hizmetlerinin gelişmesi. • Terminaller ve ağa esnek fonksiyon dağıtımı. • Uluslararası standartlarda sayısal haberleşme soketleri ile kullanıcılar ISDN' e erişebilirler. Bu sayısal haberleşme soketleri ile, terminaller aynı binada fakat farklı yerlere kolayca taşınabilir ve kurulabilirler. • Yüksek kaliteli ve güvenilir haberleşme sağlanır. ISDN ile sayısal haberleşme teknolojisi tam ve etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Haberleşme ağında kirlilik ve veri hataları nadiren görülür, malzeme arızaları kolaylıkla tespit edilebilir ve yedekleme sistemine geçerek sistemin tekrar devreye alınması kolay olmaktadır.

• Yeni haberleşme fonksiyonları ile iş artışı sağlanır. • Kullanıcılar her türlü iletişim hizmetinden, tek bir şebeke üzerinden yararlanmaktadır. • Haberleşme oldukça ucuza yapılmaktadır. Her bir farklı servis için farklı bir şebekeye ve farklı abone numarası gibi ek ihtiyaçlara ve masraflara gerek kalmayacaktır. • Değişik yüksek hızlı, üstün kaliteli ve yüksek kapasiteli haberleşme fonksiyonları.

ISDN servislerine iki standart erişim modu tanımlanmıştır. Bunlar Temel Erişim (BRA: Basic Rate Access) ve Öncelikli Erişim (PRA: Primary Rate Acsess) olarak adlandırılırlar. ISDN’ e erişim metotları olan PRA ve BRA tanımlamalarında; PRA kullanıcıları, internet servis sağlayıcı şirketler olurken, BRA kullanıcıları ise bireyler ve kurumlar olmaktadır

Temel Hız Erişimi (BRA); 2B+D (2×64Kbit/s ve 16Kbit/s)= 144Kbit/s bandgenişliğine sahiptir. BRA hattı iki tip kanalla sağlanmaktadır. Bunlar, 2B ve 1D kanalıdır. B kanalı 64Kbit/s' deki servisleri ve verileri taşır. D kanalı ise genellikle işaretleşme bilgilerini taşımaktadır. Genelde büyük LAN(Local Area Network) bağlantılarında kullanılır.

BRA ve PRA yapı ve hızları ISDN kullanabilmek için ISDN modemine ihtiyacınız vardır. Yalnız bu modem normal bir modeme benzemesine rağmen öyle değildir. Normal modemler bilgisayardan gelen dijital sinyalleri analog sinyallere dönüştürerek normal telefon hatlarından iletirler. ISDN için, “terminal adaptörü” denilen bir donanım kullanılır. Bu alet dijital sinyaller alıp gönderebilir. ISDN dijital bir sistem olduğu için sadece dijital veri alışverişi yapılabilir. Fakat bazı ISDN adaptörleri normal modem gibi çalışma özelliğine de sahiptir. Bu, bazı servislerin ISDN’i desteklememesi yüzünden gerekli olabilir.

ISDN yüksek hızda normal bakır telefon hatlarından iletişim sağlayan bir sistemdir. ISDN’ in kullanılması için yeni telefon hattı çekilmesine gerek yoktur. Telefon şirketinin özel dijital anahtarları devreye sokması gerekir. Bilgisayar ile internet arasında gönderilen bütün bilgiler dijitaldir. Normal telefon hatlarından farklı olarak ISDN hatları telefon şirketinden enerji almaz. Bunun yerine dışarıdan bir güç kaynağına ihtiyaç duyarlar. Bunun yanında, bir enerji kesintisi durumunda ISDN hatları da çalışmamaktadır.

XDSL TEKNOLOJİSİ HDSL' den VDSL' e uzanan dijital abone hattı teknoloji ailesi xDSL olarak tanımlanır. DSL (Digital Subscriber Line ) diğer adlandırılmasıyla uzak erişimin geleceği ( The Future of Remote Access ); Lokal bölgede Telekom santralı ile kullanıcı arasında telefon için çekili alt yapıda kullanılan bir çift bakır tel üzerinden, yüksek hızlı veri (data ) ve ses (voice) iletişimini aynı anda sağlayabilen, 1997' nin ikinci yarısında kullanıma sunulan bir veri iletişim teknolojisidir. Söz konusu telefon uzunluğuna bağlı olmak üzere çeşitli tipleri bulunmakta olup bunların mesafeye göre veri aktarım hzları Şekil 3.6 da verilmektedir.

DSL  Tanım Band genişliği  Santral Uzaklık limiti IDSL ISDN Digital Subscriber Line 128 Kbps/128 Kbps 5.4 km G.Lite-  DSL Lite “Splitterless” DSL  6 Mbps down/ 640 Kbps up stream HDSL High bit-rate Digital 1.544 Mbps duplex,iki çift bakır kablo ile; 2.048 Mbps duplex,üç çift bakır kablo ile 3 km SDSL Symmetric DSL 2 Mbps  duplex, bir çift bakır kablo ile VDSL Very high Digital 52.8 Mbps down/2.3 Mbps up stream 12.96 Mbps /1.1 km 25.82 Mbps/ 750 m 51.84 Mbps / 250 m ADSL Asymmetric Digital 8.4 Mbps down/640 Kbps up stream 1.5 Mbps/ 5.4 km 2  Mbps /4.8 km 6.3 Mpbs / 3.6 km 8.4 Mbps /2.7 km

En yaygın olarak kullanılan DSL ailesi üyesi, ADSL ve SDSL’dir En yaygın olarak kullanılan DSL ailesi üyesi, ADSL ve SDSL’dir. DSL ürünlerinin en belirgin faydası, veri hızı ve kullanılan donanım maliyetinin yapılan işe oranla son derece düşük olmasıdır. DSL teknolojisinin en avantajlı yönleri nelerdir? Dünya üzerinde kurulu 800.000' den fazla lokal santral bölgesinde Telefon kullanımı için oluşturulan mevcut altyapı kullanılıyor, ekstra alt yapı yatırımı gerektirmiyor, Sinyalizasyonda özel bir dijit kullanılmıyor ( voice için 4 kHz olan standart, DSL de 1.2 MHz' e ulaşmaktadır), Komünikasyon Teknolojisinde kullanılan mevcut ve yeni çıkabilecek yöntemler DSL üzerinde uygulanabiliyor, Kullanılan donanımlar aynı servisi sağlamada kullanılan donanımlarla karşılaştırmalı belirgin maliyet avantajına sahiptir.

XDSL UYGULAMALARI a) Video Hizmeti Bir video programına istediğiniz anda online olarak erişme ve izleme imkanı sağlar. Bütün bunlar evinizde bulunan telefon hattı üzerinden yapılır ve aynı zamanda da videonuzu izlerken telefonunuz ile konuşabilirsiniz. b) Video-Konferans Yüz yüze yapacağınız her türlü konuşmayı ADSL' in video konferans özelliği ile yapmanız mümkündür.Eğitim, toplantı, tartışma vb. organizasyonlarda, çok uzak mesafede bulunan insanlarla yüz yüze konuşuyormuş gibi çok kaliteli video konferans ortamı sağlamaktadır. c) Tele-İş (Tele-commuting) Tele iş, iş yerinde çalışan birinin işte yaptığı işi işe gelmeden evinde oluşturacağı küçük bir ofiste yapma imkanı verir. LAN (Local Area Network) tekniği ile bir abone çalıştığı iş yerinin sistemlerine (server) girerek eve gelmeden kendi işini yürütebilme imkanını sağlar, faksını çekebilir, e-mailini alıp gönderebilir.

d) TELE TIP ADSL kullanarak Tele Tıp alanında Server Database' de tutulan bilgiler Web Browser ile aktif hale getirilir. Bu Database' de hastaya ait bilgiler, teşhis bilgileri, reçete bilgileri ve grafiksel data bilgileri tutulur. Doktor hastanede ya da kendi ofisinde ya da herhangi bir yerden hastaya ait bilgilere yukarıda bahsedilen Database ' e anında ulaşır. Anında ameliyat canlı olarak izlenir.

e)Tele-Eğitim (Tele-Learning) Çocuklar ve yetişkinler için interaktif bir eğitim imkanı sağlar. ADSL sayesinde yüksek hızlı internet bütün okullarda öğrencilere uzaktan tele eğitim imkanı sağlar. f)İnteraktif Şebeke Oyunları (Interactive Network Games) Bu uygulama çok kişi ile ve interaktif olarak oynanan bilgisayar oyunlarını oynama imkanı sağlar. Bu sistem CD-ROM veya Hard Disk sürücü vasıtasıyla başlatılır. Oyunların animasyonu ve video oyunları 2 Mb' den 2 GB' e kadar bir bant genişliğini kapsar. g) TV ve Ses Yayınları (Broadcast TV & Audio) IP (internet protocol) temelli şebekelere, yüksek hızlı ADSL ile erişim sağlanarak canlı olarak TV yayını yapmak ve CD kalitesinde müzik dinlemek mümkündür.

h) Web TV ADSL Web TV servisi için çok mükemmel bir ortamdır. Web TV' de ADSL sadece hızlı erişimi değil aynı zamanda gerçek video iletimini sağlamaktadır. i) İnternet Üzerinden Alış Veriş (Online Shopping) Bu uygulamada, internet vasıtasıyla online olarak sadece kendi ülkenizden değil dünyanın herhangi bir yerinden geniş bir ürün yelpazesinin -kredi kartı vasıtasıyla veya teslimatta ödeme yaparak- satılması veya kiralanmasını sağlar.

j) CD Mağazası Herhangi bir CD,VCD,DVD veya başka bir multimedyayı satın almadan önce demosunu (veya tümünü) izleyerek veya dinleyerek deneme şansına sahip olabiliyorsunuz. k) Moda Mağazası İnternet vasıtasıyla online olarak giyim eşyalarını ve ölçülerine göre deneme yapabiliyorsunuz. Başka bir yöntemde ise bir kuaföre gitmeden bilgisayar ortamında kendi fotoğrafınız üzerinde değişik saç modellerini deneyerek hangi saç modelinin size yakıştığını seçip, kuaförde fazla zaman geçirmenizi engelleyebilir. l) Video Mağazası VHS, DVD veya Laser DISC' den çok net video klipleri,filmleri,gösterimleri hata oluşmadan rahatlıkla izleyebilme imkanı sağlar.

ADSL (Asimetrik DSL): Asimetrik Digital Subscriber Line kelimelerinin ilk harflerinden kısaltılmıştır. Mevcut telefon kabloları üzerinden asimetrik olarak ses, görüntü ve data iletimine olanak sağlanmaktadır. Neden asimetrik denir? Asimetriktir, yani kullanıcıya doğru maksimum 8 Mbps (download) iletişim hızı sağlarken, şebekeye doğru maksimum 1Mbps(upload) hızlarını sağlar.

ADSL sisteminde, bilinen bakır kablolama alt yapısı kullanılır ADSL sisteminde, bilinen bakır kablolama alt yapısı kullanılır. Telefon hattının her ucuna bir ADSL modem eklenerek 3 bilgi kanalı oluşturulur: Alış (download), gönderiş (upload) ve POTS (Plain Old Telephone Service – Düz Eski Telefon Hizmeti) olarak adlandırılan geleneksel telefon servis kanalı. POTS kanalı, ADSL ortamı üzerinden ses iletimi için kullanılır. Böylece internete bağlı iken aynı anda telefon konuşması yapılabilmesi sağlanmış olur. Sistem asimetrik olarak çalıştığından download (şebekeden kullanıcıya) ve upload (kullanıcıdan şebekeye) hızları farklıdır. Her zaman download oranı upload oranından fazladır.

ADSL ‘de Hız Mesafe İlişkisi Harici ADSL modemli bir bilgisayarın ADSL hatta bağlanması.

ADSL Avantajları 24 saat online bağlantı imkanı. Yoğun kullanımda sabit ücret uygulaması ile şimdilik oldukça makul bağlantı ücretleri. Atanmış bağlantı ile sabit band genişliği. HDSL(High bit-rate DSL / Yüksek bit hızlı DSL): High bit-rate Digital Subscriber Line, yada HDSL 2.340Mbps hızlara kadar iki yönlü simetrik data transferine izin veren fiziksel katman veri iletişim standardıdır. Bu iletişim standardı sayesinde çok daha pahalı olan T1 (1.544Mbps) ve E1 (2.408 Mbps) bağlantılarının sağladığı tüm servisler HDSL tarafından da desteklenmektedir.

HDSL-2(High bit-rate DSL-2 / Yüksek bit hızlı DSL-2): High bit-rate Digital Subscriber Line 2 (HDSL2), T1/E1 eşdeğeri sinyali normal bir çift bakır tel üzerinden taşımak için dizayn edildi.Daha kısa mesafelerde daha düşük bant genişliğini destekler.Overlapped Phase Trellis-code Interlocked Spectrum (OPTIS) tekniğini kullanır. IDSL(ISDN DSL / Tümleşik Hizmetler Sayısal Şebekesi DSL): IDSL (ISDN Digital Subscriber Line) 2-tel kiralık hat üzerinden 2B1Q hat kodlaması -2 bitli bir kodlanma tekniği - ile 5,5 km 'de full-duplex 128Kbps BRI veri oranı sağlayan bir DSL teknolojisidir.

SDSL(Symmetric DSL / Simetrik DSL): SDSL, Symmetric Digital Subscriber Line kelimelerinin baş harflarinin kısaltmasıdır. Halihazırdaki bakır telefon kabloları üzerinden daha fazla data transferine izin veren bir modem teknolojisidir. SDSL, sayısal abone hattına (DSL - Digital Subscriber Line) dayanarak ortaya çıkan ve bakır hatların sayısal kapasitesini oldukça arttıran bir erişim teknolojisidir. Çevirmeli ağ bağlantılarından çok daha hızlı, yaklaşık olarak 3Mbps, veri transferine izin verir. SDSL 'in simetrik olarak adlandırılmasının sebebi veri gönderme ve alma trafiğinin aynı hızlarda olmasıdır.

VDSL (Very High Speed DSL/ Çok Yüksek Hızlı DSL): VDSL, diğer XDSL teknolojilerine, bakır telefon hatları üzerinden geniş bant veri ve ses transferini arttırmak yönünden benzerdir. 1.5 km bakır teller ile olan erişim mesafesi ile en düşük mesafeli DSL çeşididir. VDSL, klasik hatlar üzerinden çok yüksek hızlarda veri iletimi sağlayan en son ve en iddialı teknolojidir. Simetrik yapıda 20 Mbit/s üzerinde hızlar mümkün olmakta ve asimetrik olarak 52 Mbit/s hızına ulaşılabilmektedir. Hız Mesafe 12.96 Mbps 1.4 km 25.82 Mbps 900 m 51.84 Mbps 300 m

Mobil Haberleşme

1. Tarihçe Bireysel İletişim nedir? GSM nedir? Bireysel iletişim denince hareketsiz ya da hareketli kullanıcıların, nerede oldukları önem taşımaksızın (evde, ofiste ya da otomobilde), yine herhangi bir yerde olabilen bir diğer telli ya da mobil telefon abonesi ile radyo aracılığı ile kurduğu iletişim anlaşılır. GSM nedir? "Global System for Mobile Communications" sözlerinin baş harfleri alınarak oluşturulan GSM bireysel iletişim standardının Avrupa'daki adıdır. Türkçe anlamı “Küresel Mobil İletişim Sistemi` dir GSM sistemi kullanıcılarına neler sağlar? Mobil iletişimin en yenisi ve gelişmişi GSM sistemidir. GSM sistemi kullanıcılara daha güvenli ve kaliteli bir iletişim hizmeti sunmakla birlikte uluslararası seyahat serbestliği ve mekan özgürlüğü sağlamaktadır. GSM mobil telefon aboneleri dünyanın neresinde olurlarsa olsunlar, GSM kapsam alanı içinde bulundukları sürece, dünyanın herhangi bir yerinde mobil ya da sabit telefon olan bir telefonu arayabilirler. Aynı şekilde dünyanın herhangi bir yerinden aranabilirler. GSM teknolojisi ile çalışan; cepte veya çantada taşınabilen telefonlar olduğu gibi çeşitli kara nakil vasıtalarına monte edilebilen araç telefonları da vardır.

CEPT (Avrupa Posta ve Telekomünikasyon) de nelere imza atıldı? 1987 tarihinde CEPT üyesi olan 12 Avrupa ülkesi bir mutabakat bildirgesi imzaladı. Bu bildirgeye imza atanlar ; 900 MHz’de çalışacak ve Avrupa üzerinde uluslararası dolaşım hizmeti sağlayacak; digital tabanlı, halka açık, mobil haberleşme servisini en geç 1991 yılı içerisinde ticari kullanıma açmayı taahhüt etmiş oldular. Bu sırada CEPT bünyesinde yürütülen teknik özelliklerin belirlenmesi işi de ETSI (Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü)'ye devredildi. GSM grubunun ismi Global System for Mobile Communication (GSM) teknolojisinin ismi ile karışacağından bu grubun adı SMG (Special Mobile Group) olarak değiştirildi. SMG grubu ETSI adı altında bir teknik komite olarak yerini aldı.

GSM (Group Special Mobile) Grubu 1992 yılında kuzey ülkelerinin haberleşmeden sorumlu kuruluşları 900 MHz Frekansında Ultra yüksek frekans bandında sayısal bir haberleşme sistemi projesi üzerinde çalışmalar yapmak üzere oluşturuldu. GSM grubu ne yaptı? Analog-Digital tabanlı sistem tartışması sonunda sistemin digital tabanlı olarak geliştirilmesine karar verildi. Sonra dar bant - geniş bant seçeneği üzerinde düşünüldü. Fransa'da konusunda uzmanlaşmış şirketlerin çözüm önerileriyle yarıştığı "Saha testi" sonuçlandı. Dar bant ve zaman bölünmeli çoklu erişim (Time Division Multiable Access) önerisi benimsendi.

Ticari Gelişmeler İlk ticari GSM Servisi, 1991 yılı Aralık ayında Telecom Finland tarafından başlatıldı. Finlandiya gerek coğrafi yapısı gerekse hava şartları ve yerleşimin oldukça dağınık olması sebebiyle, insanları kablolu iletişime alternatif, bir sisteme yani mobil sistem üzerinde çalışmalar yapmaya teşvik etmiştir ve ilk olarak 1982 yılında sistem üzerinde deneyler yapılmaya başlanmıştır. 1989 yılında aralarında Türkiye'nin de yer aldığı onsekiz Avrupa ülkesinin kabul ettikleri ortak anlaşma ile sistemi uygulamaya başlamışlardır. Mart 1992'de Tele Denmark Mobil ve Vedaphone İngiltere, D2-DT Almanya Temmuz 1992'de, Eylül ayında da Comviq İsveç olarak devam etti.

2. GSM Nesilleri Birinci nesil (1G) Birinci nesil içerisinde dünyanın farklı yerlerinde farklı sistemler uygulanıyordu. Bu sistemler; NMT (Nordic Mobile Telephony) TACS ( Total Access Commumcation System ) AMPS ( Advanced Mobile Phone System)

NMT (Nordic Mobile Telephony) 1981’de Avupa’da Nodic Mobil Telefon (NMT 450) hücresel telefon sistemi kullanılmaya başlanmıştır. Bu sistem 450 MHz bandında 25 KHz’lik kanalları kullanmaktaydı. «Araç telefonu» olarak lanse edilmiş mobil iletişim sistemidir. GSM ile arasındaki en büyük fark analog olmasıdır. Tabii ki bu ses kalitesini bir miktar düşürmektedir. Ayrıca GSM'e oranla daha yüksek çıkış güçleri söz konusudur. Bir GSM cep telefonu 2-3 Watt kullanırken, bu araç telefonunda 7-8 Watt civarındadır Buna ek olarak NMT işletim frekansı daha düşüktür. Her iki sebepten dolayı NMT, mobil cihazın baz istasyonuna uzak olduğu durumlarda GSM'e göre daha başarılıdır. Kurulduğu yıllarda sadece araç içinde kullanılması nedeniyle araç telefonu olarak bilinen NMT bugün artık son teknoloji ürünü olan çok küçük cep telefonu olarak kullanılan mobil telefon şebekesidir.

TACS ( Total Access Commumcation System )   Bu sistem; Amerikan AMPS sisteminin İngiltere'de oluşturulmuş bir sürümüdür. Sistem Ocak 1985'de açılmıştır. Avrupa, Afrika ve Güneydoğu Asya'ya adapte edilmiştir. TACS Avrupa'da, NMT’den dört yıl sonra açılmıştır. 1990–91 yıllarında hızlı gelişim göstermiştir. AMPS ( Advanced Mobile Phone System) 1985'de Extended Total Access Communication System ABD’de Advanced Mobil Phone System (AMPS) kullanıyordu. Bu sistem 800 MHz bandında 30kHz bant genişlikli kanallara sahipti. Bu arada AMPS'nin kanal bant genişliği FCC 40 MHz frekansına çıkartılmıştı.

Evre 1(Phase 1), Evre 2( Phase 2) ve Evre 2+(Phase 2+) İkinci Nesil (2G) GSM teknolojisi 2G deki zaman içerisinde evreler (phases) halinde gelişmiştir. Bu evreler (phases) Evre 1(Phase 1), Evre 2( Phase 2) ve Evre 2+(Phase 2+) Evre 1(Phase 1)   Aşağıdaki servisleri içermektedir Ses trafiği Uluslararası roaming Temel fax/veri servisleri ( En fazla hız 9.6kbit/s) Çağrı yönlendirme Kısa mesaj servisi (SMS) Evre 1 ayni zamanda Abone Kimlik Modülü`nün (SIM kard) gelişimini de içermektedir.

Evre 2 (Phase 2) Çağrı ücretlendirme bigisi Gelen çağryı bekletme Gelen çağrının kimliklendirmesi Konferans çağrıları Grup oluşturma Evre 2+ (Phase 2+) GSM 900 protokolü GSM 1800 protokolü GSM1900 protokolü GPRS sistemi

Çoklu Erişim Yöntemleri Kablosuz ortamın en büyük sorunlarından biri de bant genişliği açısından oldukça sınırlı kaynaklara sahip olmasıdır. Bir kablosuz sistemden beklenen, uygulamanın türüne ve kullanıcı sayısına bağlı olarak sınırlı bant genişliğini kullanıcılara mümkün olduğunca etkin bir şekilde paylaştırmasıdır. Kablosuz sistemler, sınırlı bant genişliğini kullanıcılara tahsis etmek için ortam erişimi kontrol (Medium Access Control, MAC) protokolleri kullanırlar. Çoklu erişim yöntemleri kablosuz ortamda sınırlı olan bant genişliği çok sayıda kullanıcıya aynı anda kullanma imkanı sağlamaktadır. Yaygın olarak bilinen çoklu erişim yöntemleri şunlardır:

Çoklu erişim teknikleri temelde üçe ayrılır. Bunlar Frekans paylaşmalı (FDMA) Zaman paylaşmalı(TDMA) Kod paylaşmalı çoklayıcı erişim tekniklerine (CDMA) Çoklu erişim kübü

Frekans paylaşmalı (FDMA) FDMA hücresel sistemlerde kullanılan ilk çoklu erişim tekniklerinden biridir. Bu teknikte bant genişliği birkaç kanala bölünür. Kanallar sadece kullanıcılar talep ettiği zaman tahsis edilir. FDMA her bir kullanıcı için aynı anda tek bir kanal tahsis eder. FDMA’de tahsis edilen her bir kanal farklı frekans bandına sahiptir. Bu metot sınırlı erişime imkan tanımaktadır. Çünkü bir kullanıcı tarafından kullanılan frekans bandı diğer bir kullanıcı tarafından kullanılamaz. FDMA kanallar darbant genişliğine (30KHz) sahiptir ve çoğunlukla darbant sistemlerde uygulanabilir. FDMA senkronizasyon ya da zaman kontrolü gerektirmez. FDMA daha çok analog sistemlerde kullanılır.

Frekans paylaşmalı çoklayıcı erişim (FDMA)

FDMA Blok yapısı Yukarıda verilen f1(t), f2(t), … fn(t) kaynak işaretleri frekans bandında birbirleriyle çakışmayacak şekilde uygun taşıyıcılarla modüle edilerek toplanıp iletim ortamına verilirler. Alıcı tarafta ise değişik merkez frekanslı BGS (band geçiren süzgeç)'ler yardımıyla işaretler birbirlerinden ayrılırlar. Daha sonra vericide modüle edildikleri taşıyıcılarla tekrar çarpılarak ilk bandlarına indirilirler. Böylece orijinal işaretler yeniden elde edilmiş olur. Burada, verici ve alıcı tarafta kullanılan taşıyıcıların senkron olması gerekmektedir.

Zaman paylaşmalı(TDMA) TDMA belirli sayıdaki kullanıcının tek bir radyo frekans kanalına, farklı zaman dilimlerinde (slot), erişimini sağlayan sayısal iletim teknolojisidir. Sayısal haberleşme sistemlerinde sürekli bir iletim söz konusu değildir. Bu nedenle kullanıcılara ayrılan bant genişliği iletim zamanının her anında kullanılmaz. Bu tür sistemler için TDMA FDMA’e alternatif bir erişim tekniğidir. TDMA’de tüm bant genişliği sonlu bir zaman süresi için belirli kullanıcıya aittir. Çoğu durumda kullanılabilir bant genişliği, FDMA’e oranla daha az kanala bölünür ve kullanıcılar tüm kanal bant genişliğini kullanabildikleri zaman slotlarına yerleştirilirler. TDMA’de kullanıcılar aynı bant genişliğini paylaştıkları için dikkatli senkronizasyon gerektirir.

Zaman paylaşmalı(TDMA) Daha az kanal olduğu için kanallar arası girişim önemsizdir. Bu yüzden kanallar arası koruma süresi çok küçüktür. Koruma süresi TDMA patlamaları arasındaki boş süredir. TDMA’de alıcı filtreleri, FDMA’deki bant geçiren filtreler yerine zaman pencerelerine dönüşür. Sonuç olarak haberleşmedeki girişim önleyici koruma süresi senkronizasyon süresi kadar küçük olur Zaman paylaşmalı(TDMA)

TDM blok yapısından da görüldüğü gibi verici tarafta bağımsız kaynaklar f1(t), f2(t), …, fn(t) sırayla örneklenmektedir. Bu örnekler iletim ortamı üzerinden (uygun modülasyon yöntemi ile) alıcı tarafa aktarılmaktadır. Alıcı tarafta vericideki örnekleme anahtarıyla senkron olarak çalışan başka bir anahtar yardımıyla örnekler istenilen AGS (alçak geçiren süzgeç) girişine uygulanırlar. Burada AGS'nin görevi zaman domeninde örneklenmiş olarak bulunan işaretin zarfını elde etmektir.

Kod paylaşmalı çoklayıcı erişim tekniklerine (CDMA) CDMA yönteminde iletim ortamındaki tüm kullanıcılar aynı anda ve aynı frekans bandını kullanarak haberleşirler. Her bir kullanıcıya bilgiyi kodlaması için kullanacağı eşsiz bir kod dizisi tahsis edilir. Her kullanıcı diğer kullanıcıların kodlarına dik (orthogonal) olan kendi kod sözcüğüne sahiptir. Gönderilen bilgiyi tespit edebilmek için, alıcının verici tarafından kullanılan kod sözcüğünü bilmesi gerekir. Alıcı, kullanıcının kod dizisini bilir ve işareti aldıktan sonra kodunu çözerek orijinal bilgiyi yeniden elde eder. Bu, istenilen kullanıcı kodu ile diğer kullanıcı kodlarının arasındaki çapraz ilintinin (cross correlation) düşük olması ile mümkündür. Kod işaretinin bant genişliği bilgi işaretinin bant genişliğinden çok büyük seçildiğinden, kodlama işlemi bilgiyi geniş bir spektruma yayar ve bu yüzden yayılı spektrum (spread spektrum-SS) modülasyonu olarak da bilinir. Sonuçta

oluşan işaret SS işaretidir ve CDMA genellikle yaygın spektrum çoklu erişimi (spread spectrum multiple access, SSMA) olarak da adlandırılır. CDMA, TDMA’den farklı olarak kullanıcılar arasında zaman senkronizasyonu gerektirmez. Teorik olarak, sınırsız adette kullanıcı aynı kanalı aynı zamanda kullanabilirler. Bunun nedeni de Walsh Coding yönteminin uygulanmasıdır. Ancak kullanıcı sayısı arttıkça gürültü oranı artmaya başlar ve kalite giderek düşer .

FDMA'de kullanıcılar belli bir band genişliği ile sınırlıdırlar FDMA'de kullanıcılar belli bir band genişliği ile sınırlıdırlar. Fakat ne zaman iletim yapabilecekleri konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. TDMA'de ise kullanıcılar belli bir zaman dilimi ile sınırlıdırlar. Fakat hangi bandı veya frekansı kullanacakları konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. CDMA'de ise zaman veya frekans konusunda herhangi bir kısıtlama yoktur. Kullanıcı istediği zaman istediği bantta ve istediği frekansı kullanarak iletim yapabilir. Kullanacağı kanala tahsis edilmiş olan bandın tamamını veya bir kısmını istediği gibi kullanabilir. Her kullanıcının kendine özel ve diğer kullanıcıların koduyla ortogonal (dik) olan bir kodu vardır. Pseudonoise sequence (PN dizisi) olarak da adlandırılan bu kodlar birbirine dik olduğu için kullanıcılar birbirlerini rahatsız etmezler. Bu kodlar ikili diziler şeklindedir. 2n-1 bit uzunluğunda sınırlı sayıda birbirine dik olan kod vardır. Kullanıcı sayısını arttırmak için ve kodların çakışmasını önlemek için çok uzun kodlar kullanılır. Aşağıdaki şekilde basit olarak CDMA'in nasıl yapıldığı görülmektedir.

CDMA tekniğinde band sınırlaması olmadığını daha önce belirtmiştik CDMA tekniğinde band sınırlaması olmadığını daha önce belirtmiştik. Bildiri işaretinin spektrumuna bağlı olarak iletim ortamına verilen işaretin band genişliği artar. Yani bildiri işareti 4 kHz band genişliğine sahip ve kullanıcı kodu 15 bit ise iletim ortamına verilen işaretin band genişliği 15x4 = 60 kHz olur. Bildiri işareti frekans bandında yayılmış olmaktadır. Bu yüzden CDMA'e tayfa yayılmış (spread spektrum) çoklu erişim de denir.

GSM de KULLANILAN FREKANS ARALIKLARI GSM 1800 ve 1900’ün taşıma kapasitesi daha yüksek olduğu için genellikle şehirleşmenin yoğun olduğu bölgelerde kullanılır. GSM 1900 ise sadece Amerikan Birleşik Devletleri'nde kullanılmaktadır. Bu üç sistem sırasıyla 1900 Mhz, 1800 Mhz ve 900 Mhz frekans bölgelerinde çalışmaktadır.

GSM Mobil Telefon 900 Protokolü Mobil telefon 900 protokolünde 890–915 MHz arasındaki frekans yukarı link (upload) adı verilen alış için, 935–960 MHz arasındaki frekanslar da aşağı link (download) adı verilen veriş için kullanılmaktadır. GSM 900 protokolü

Bu protokolde taşıyıcılar 200 KHz frekanslık bir yer aldıklarından 124 taşıyıcısını kullanmasına olanak vermektedir. 917–935 MHz arasındaki frekanslar hücresel Mobil Telefon sistemi dışındaki hücresel sistemler tarafından kullanılmaktadır. 915–917 MHz arasındaki 2 MHz’lik kısım koruma bandı için bırakılmıştır. Bu 2 MHz'lik koruma bandı, alış veriş frekansları arasındaki elektromanyetik dalgalar arasında oluşabilecek girişimi önlemek amacını taşımaktadır. Diğer taraftan alış veriş frekansları arasındaki 45 MHz’lik fark da girişim ihtimalini azaltmaktadır.

GSM Mobil Telefon 1800 Protokolü Mobil Telefon 1800 protokolünde 1710 - 1785 MHz arasındaki frekanslar (upload) yukarı link, 1805 -1880 MHz arasındaki bantlar da aşağı link (download) için kullanılmaktadır. GSM 1800 protokolü Taşıyıcıları 200 KHz aralıklarla kullanılmakta ve bu protokolün de 374 taşıyıcı bulunmaktadır. Alış ve veriş arasında 95 MHz’lik bir frekans farkı vardır. 1785 ile 1805 MHz frekansları arasında 20 MHz’lik koruma bandı girişimi önlemektedir.

GSM Mobil Telefon 1900 Protokolü Mobil telefon protokolünde 1850 - 1910 MHz arasındaki frekanslar yukarı link (upload) adı verilen alış için ve 1930 -1990 MHz arasındaki frekanslar ise aşağı link (download ) adı verilen veriş için kullanılmaktadır. GSM 1900 protokolü Bu protokoldeki taşıyıcılar 200 KHz aralıklarla kullanılmaktadır ve 299 taşıyıcıya imkân vermektedir. 1910 ile 1930 MHz arasındaki 20MHz'lik koruma bandı girişim önlemek için kullanılmaktadır. Diğer taraftan alış ve veriş frekansları arasındaki 80 MHz’lik fark da girişim ihtimalini azaltmaktadır.

Anahtarlama Sistemi Anahtarlama, bir haberleşme şebekesinde, birbirleriyle birçok bağlantı kurmaya çalışan iki nokta arasında bilgi aktarımı sağlamak amacıyla bağlantı kurmak ve bu bağlantıyı istenildiği sürece devam ettirmektir. Bir GSM şebekesinde, binlerce cep telefonu arasından sadece arayan ve aranan cep telefonlarının birbiri ile bağlantıya geçmesi ve görüşme bittikten sonra bağlantının kesilmesini gösterebiliriz. Bu işlem yapılırken diğer bağlantılar ile karışıklık olmamasını yine anahtarlama sistemi sağlar. Günümüzde Devre ve Paket anahtarlamalı olmak üzere kullanılan iki anahtarlama sistemi kullanılmaktadır. Devre Anahtarlama Devre anahtarlaması, ses şebekelerinde yıllardır kullanılmaktadır. Devre anahtarlama şebekelerinin en önemli özelliği, bir çağrıya ayrılan şebeke kaynaklarının sadece ve sadece o çağrı için kullanılabilir olmasıdır. Çağrı bittikten sonra şebeke kaynağı serbest bırakılır.

Devre anahtarlama şebekelerinde, çağrı kurulmadan önce şebeke kaynakları çağrı için ayrılır ve kaynaklar çağrı süresince kullanılıp çağrı sonunda bırakılır. Veri akışı için kaynak ayırma ve serbest bırakma işlemine sinyalleşme denilmektedir. Şekil ’de A ve B noktaları arasındaki haberleşme için örnek bir devre anahtarlama modeli gösterilmiştir. Devre anahtarlamalı şebekelerde, gecikme minimumdur, çünkü çağrının gerçekleşeceği yol bir kez en başta belirlenir ve çağrı süresince bu yol değişmez. Devre anahtarlamalı şebekeler yüksek kalitede telefon hizmeti sağlamak için tasarlanmıştır. Çağrının izleyeceği yol önceden belirlendiğinden çağrının hangi santrallerden ve aktarım yollarından geçtiği belirlenebilmektedir. Bundan dolayı devre anahtarlamalı şebekelerde, mesafeye ve çağrı süresine göre ücretlendirme yapılabilmesi mümkün olmaktadır. Devre anahtarlama modeli

Paket Anahtarlama Devre anahtarlama daha çok telefon iletişimi için kullanılırken paket anahtarlama veri haberleşmesinde kullanılmaya daha uygun bir anahtarlama modudur. Veri haberleşmesinde trafik patlamalıdır. Yani iletim ortamından her zaman veri iletilmez, sadece bilgi alıp gönderme işlemleri sırasında iletim söz konusudur. Veri bitlerini taşıyan kümeye paket denilir. Paketler farklı bit sayısında olabilir. Paketler veri bitlerinin yanında varış adresini, kaynak adresi ve kullanılan protokolün kontrol bitlerini de taşır. Paket anahtarlamalı şebekelerde anahtarlama şebeke düğümlerini teşkil eden yönlendiriciler ya da anahtarlar tarafından yapılır. Paketler, düğüm noktalarında sırayla analiz edilir ve varış adresine göre gideceği fiziksel aktarım yoluna gönderilir. Dolayısıyla düğüm noktalarında anahtarlamadan dolayı gecikme oluşur.

Hücresel İletişim Sistemleri Mobil telefon sistemlerinde, haberleşmenin yapılacağı alan, hücre adı verilen küçük coğrafi alanlara bölünmüştür. Her hücrenin merkezinde bir baz istasyonu bulunur. Mobil telefonlar haberleşmelerini baz istasyonu üzerinden yapar. Baz istasyonları şekil de görüldüğü gibi birbirlerine bir ağ yapısı şeklinde bağlıdır. Herhangi bir mobil telefondan gelen çağrı isteğinin ilgili kullanıcıya ulaştırılması bu ağ yapısı tarafından gerçekleştirilir. Baz istasyonları, Mobil Anahtarlama Merkezlerine bağlıdır. Mobil Anahtarlama Merkezleri de farklı anahtarlama merkezleri ile birbirlerine bağlıdır. Bu bağlantılar kablo ya da yönlü radyolinklerle sağlanır. Mobil telefonlarla baz istasyonları arasındaki iletişim, elektromanyetik dalgalar yoluyla gerçekleştirilmektedir. Hücresel yapı sayesinde aynı anda daha çok kullanıcı haberleşebilir. GSM hücrelerinin planlanması yerleşim bölgelerinin özelliklerine göre yapılır. Hücre planlaması, hücrenin şehir içinde ya da şehir dışında olması ve kapsanacak bölgedeki GSM abone sayısı gibi faktörler göz önüne alınarak belirlenir.

Baz istasyonlarının hücresel yapısı

Baz İstasyonları Baz istasyonları, hücresel haberleşme sistemlerinde merkezî istasyon olarak görev yaparlar ve her hücrenin merkezinde mutlaka bir baz istasyonu bulunur. Baz istasyonları olmadan mobil telefonlar iletişim sağlayamaz. Mobil telefonlar, diğer mobil telefonlarla ve sabit ağ telefonlarıyla baz istasyonları sayesinde görüşme yapabilir. Bir baz istasyonunun aynı anda hizmet verebileceği görüşme sayısı sınırlıdır. Bunun sebebi baz istasyonuna tahsis edilen taşıyıcı frekans sayısıyla ilgilidir. Baz istasyonuna ayrılan frekans sayısı ile yapılabilecek görüşme sayısı doğru orantılıdır. Ancak her bir baz istasyonuna tahsis edilebilecek toplam taşıyıcı frekans sayısı sınırlı olduğu için baz istasyonlarının aynı anda hizmet verebileceği kullanıcı sayısı da sınırlıdır. Hücresel yapı ile birbirini etkilemeyecek uzaklıktaki diğer hücrelerdeki baz istasyonlarda aynı taşıyıcı frekanslar tekrar kullanılarak daha çok sayıda kullanıcının şebekeden yararlanabilmesi sağlanır. Bu özellik sayesinde, kullanıcı sayısının yüksek olduğu yerlerde daha küçük hücreler oluşturularak şebekenin kapasitesi artırılır. Bu amaçla kapsama alanı daha dar olan fakat daha sık aralıklarla baz istasyonları kurulur. Bu şekilde hem kapasite artırımı sağlanmış olur hem de şehir merkezlerinde binalardan oluşabilecek kapsama sorunlarının önüne geçilmiş olur.

Eğer sık aralıklar ile hücre oluşturmayıp, şehrin merkezine ya da dışındaki yüksek bir noktaya kurulacak tek bir hücre sistemi ile kullanıcı sayısının yoğun olduğu bir bölgeye iletişim hizmeti verilmek istenmesi bir takım sorunları da beraberinde getirecektir. Bu sorunlardan birincisi baz alıcı ve vericilerin çıkış güçleri ile ilgilidir. GSM sistemlerinde mobil telefonlar ve baz istasyonu arasında karşılıklı iletişim olması gerekir. Bundan dolayı baz istasyonu ve mobil telefon arasındaki uzaklık arttıkça, iletişimin sağlanabilmesi için hem baz istasyonunun hem de mobil telefonların çıkış güçlerinin artırılması gerekir. İletişimin tek bir hücresel yapı kullanarak, şehir dışına kurulan bir kule ile sağlanacağı bir yapıda, kuleye yakın mesafelerde ve kuleye uzak olan mobil telefonlarda çok yüksek elektromanyetik alan seviyeleri oluşur. Bu seviyeler günlük hayatımızda kullandığımız diğer cihazları etkileyebileceği gibi etkisi tam olarak kanıtlanmış olmasa da insan sağlığı üzerinde de olumsuz etkiler yaratabilir. İkinci sorun da telefon ve istasyon arasındaki bina veya tepe gibi büyüklüklerin elektromanyetik dalgaları kesmesi ve iletişimi engellemesidir. Üçüncü sorun ise tek bir istasyonun haberleşme trafiğinin yoğunluğuna cevap verememesidir. Daha önce bahsettiğimiz gibi, her bir istasyona ayrılan taşıyıcı frekans dolayısıyla aynı anda yapılabilecek görüşme sayısı sınırlıdır. Böyle bir sistemde şebeke tıkanıklıkları ortaya çıkacaktır.

Saydığımız bu sebeplerden dolayı tek bir baz istasyonu kullanarak bir şehrin iletişiminde kullanmak doğru değildir. Bunun yerine sık aralıklarla, hücre kullanarak çıkış güçleri makul seviyelerde tutulmuş olur. Bunun yanı sıra hücre sayısındaki artış ile kullanılabilecek frekans sayısını artırdığı için hem daha fazla kullanıcıya hizmet verilebilir hem de binalardan kaynaklanabilecek engellemelerin önüne geçilmiş olur.

GSM ŞEBEKESİNİN GENEL YAPISI Halen ülkemizde de kullanılmakta olan GSM şebekesi, gezgin istasyonlar (MS), baz istasyonu alt sistemi (BSS) ve şebeke anahtarlama alt sistemi (NSS) olmak üzere yapısal olarak üç ana bileşene ayrılabilir. (a) Gezgin İstasyon (Mobile Station, MS) Mobil birim veya mobil istasyon, mobil telefon ve akıllı karttan oluşmaktadır. Akıllı kart kullanıcı bağdaştırma (arayüz) modülünü taşır ve SIM (Abone Kimlik Numarası Modülü - Subscriber Identity Module) olarak adlandırılır. Servis sözleşmeleri sonucunda kullanıcı SIM ile çağrıları ve farklı servisleri kullanabilir. SIM kart üzerinde; uluslararası mobil abone kimliğini içeren IMSI (International Mobile Subscriber Identity) ve uluslararası mobil cihaz kimliğini içeren IMEI (International Mobile Equipment Identity) birlikte yer alır. Mobil istasyonlar, hava ortamı vasıtası ile BSS (Base Station Subsystem) sistemiyle iletişim kurar.

GSM şebekesinin genel yapısı

(b) Baz İstasyonu Alt Sistemi (Base Station Subsystem, BSS) Bir veya daha fazla BSS, abonenin şebekeye erişimini sağlayan MS ile santral arasındaki kablosuz bağlantıyı sağlayan erişim şebekesini oluşturur. Erişim şebekesi olan BSS, bir Baz İstasyonu Denetleyicisi (Base Station Controller, BSC) ve birden fazla Baz Alıcı-Verici İstasyonu’ndan (Base Transceiver Station, BTS) oluşur. Bu nedenle bir BSS birden fazla hücreye hizmet verebilir. BSS nelerden sormludur?; kanal tahsisi, bağlantı kalitesi, güç yönetimi, işaretleşme ve çağrı trafiği denetimi, BTS’ler arası geçişlerin başlatılması ve frekans atamasından sorumludur.

BTS (Baz İstasyonu) Merkezleri GSM sisteminde, cep telefonlarını hücresel şebekeye bağlamak için BTS adı da verilen bir dizi radyo ileticiyi kullanır. Bunların görevleri arasında kanal kodlaması ve kodlama/kod çözme bulunmaktadır.BTS, radyo ileticiler ve alıcılar, antenler, iletim (PCM) tesisine arayüz vb.den oluşur. BTS, gerekli çağrı istem kapasitesini sağlamak için bir veya daha fazla alıcı vericilerden oluşabilir.Maximum 20-30 kilometre yarıçaplı bir etki alanına sahip olan baz istasyonları ve her hücrede farklı frekansta çalışır. Bu nedenle bir hücre diğeri ile örtüşmez. Aksi takdirde komşu hücrelerden bu hücreye sarkma olur yani bir VLR etki alanı ile diğeri karışabilir.  Bir BTS çok yönlü anten (Omni) ile her yöne ya da üç sektörlü (sektörel) anten ile aralarında 120 derece fark olan üç sektöre yayın yapılabilir. Çok yönlü anten (Omni) : Bu anten tipinde baz istasyonu tek hücreden oluşmaktadır ve baz istasyonu merkez etrafında eşit olarak ışımaktadır. Bu baz alıcı ve verici istasyonu için anten olarak isimlendirilir. Bir omni anten ve kapsama alanı gösterilmiştir.

Üç sektörlü anten (Sektörel) : Sektörel baz istasyonları bir veya birden fazla hücreden oluşmaktadır. GSM’de kullanılan genel yapı üç hücreden oluşan sektörel yapıdır. Her bir hücre aynı zamanda sektör olarak isimlendirilir. Sektörler yönlü antenler kullanılarak oluşturulur. Bu tip antenler ön yüzey doğrultusunda belirli bir açıyla ışıma yapar. Sektör yapıda hücre sınırlarını bir bölgeye odaklama ve daha kesin olarak belirlemek daha kolaydır. Yine antenler belirli bir eğimle monte edilebilir. Böylece radyo sinyallerinin gidebileceği alanları bilmek ve sınırları planlamak daha kesindir. Dolayısıyla şebekenin sinyal kalitesi daha iyi olacaktır. Hücreleri daha küçük dilimlere (sektör) ayırmakla abonelere daha kaliteli hizmet sunma ve kapasitenin daha etkin kullanımı mümkün kılınmaktadır. 120 derece açılı 3 sektör anten ile oluşturulmuş kapsama alanı gösterilmiştir.

Düşük abone kapasitesinin olduğu ve olabildiğince geniş alanların kapsanmak isteneceği kırsal bölgeler için çok yönlü (omni-cell) anten tipi, yüksek abone kapasitesi ve yoğun hücre yerleşiminin gerçekleştirileceği şehirsel alanlar için üç sektörlü (sektör-cell) anten tipi tercih edilir. BSC Merkezleri Cep telefonu bir arama başlattığında yakınındaki uygun bir BTS’i bulmaya çalışmaktadır. Cep telefonunun bulunduğu bölgeye hizmet veren BTS’nin oluşturduğu radyo hücresinde bir ya da daha çok frekans bandı kullanılıyor olabilir. Bir ya da daha fazla BTS ve bir BSC, BSS’ i almaktadır. BTS kanallarından bir tanesi kontrol fonksiyonları için diğer kanallar ise trafik için ayrılmıştır. Cep telefonu (MS), bir BTS’e giriş yapıp senkronize olduğunda BSC, cep telefonuna çift yönlü bir işaretleşme kanalı belirlemekte ve bu kanalı MSC’ye bağlamaktadır. Şebeke içerisinde trafiği ve işaretleşmeyi yönlendiren MSC(Mobile Switching Center, MSC) , diğer şebekelerle birlikte çalışmaktadır.

MSC, ek fonksiyonlarıyla birlikte bir ana ISDN santralı ile mobil uygulamaları destekleyecek olan bağlantılardan meydana gelmiştir. (i)Cep telefonu, sisteme giriş yapmak için istekte bulunurken girişine izni olduğunu doğrulamaya yarayacak özel bir numara olan IMSI’sini (International Mobile Subscriber Identity, IMSI) göndermektedir. Bu kimlikle belgeleme (authentication) denilen işlem gerçekleştirilmektedir. (ii) Bu arada sistem de giriş izni olan cep telefonunun şebekedeki yerini belirlemeye çalışmaktadır. Her abone, bir ana şebekeye ve o şebeke içinde bir MSC ye bağlı olmalıdır. Bu amaçla HLR’ye her cep telefonu için bir abone kaydı yapılmaktadır. Bu kayıtta, abonenin kullanımına izin verilen servisler hakkındaki bilgilerde verilmiştir.

(c) Şebeke Anahtarlama Alt Sistemi (Network Switching Subsystem, NSS) Abonenin şebeke içinde veya diğer şebekelerde bulunan aboneler ile bağlantısını sağlayan ve abonelik işlemlerini yürüten şebeke parçası, çekirdek şebeke olarak adlandırılmaktadır. GSM, PSTN gibi devre anahtarlamalı bir çekirdek şebekeye sahiptir, yani şebeke NSS elemanları arasındaki bağlantılar zaman bölmeli çoğullama (TDM) ile sağlanmaktadır. NSS, arabağlantının gerçekleştiği şebeke parçası olması nedeniyle GSM şebekesinin PSTN, ISDN (Integrated Services Digital Networks) ve paket anahtarlamalı şebekelere çıkış kapısıdır. Arabağlantı nedir? Bir sistemin ya da alt kümesinin dışarıyla iletişimini sağlayan donanım ya da yazılım modülü olarak tanımlanır. X , Y ve Z gibi haberleşme kuruluşları abonelerinin birbirlerini aramaları arabağlantı ile sağlanmaktadır.

Gezgin Anahtarlama Merkezinin (Mobile Switching Center, MSC) MS işaretleşmesi, MS konumu güncelleme, BSC’ler arası geçiş denetimi, NSS’ de yer alan Gezgin Anahtarlama Merkezinin (Mobile Switching Center, MSC) işlevleri arasında yer alır. Her MSC’de diğer şebekelerle arabağlantı yapılması ekonomik olarak maliyetli olduğundan tüm MSC’ler birkaç Arageçit Santraline (Gateway MSC, GMSC) bağlanır ve diğer şebekelerle arabağlantı bunlarda gerçekleştirilir.

HLR`nin görevi nedir? MS’nin gezginlik yönetimi HLR’nin yardımıyla gerçekleştirilir. HLR, bağlı bulunduğu GMSC’nin hizmet verdiği bütün abonelerin Uluslararası Gezgin Abone Kimliği Numarası (International Mobile Subscriber Identity, IMSI) gibi kimlik ve kullanıcı bilgileri ile kaydoldukları hizmetlere ilişkin bilgileri tutar. Bu bilgiler ile beraber abonenin etkin olarak bulunduğu Misafir Konum Kütüğü (Visitor Location Register, VLR) adresi de HLR’de tutulur ve abone yer değiştirdikçe güncellenir. VLR`nin görevi nedir? VLR aboneye ait aktif işlemleri gerçekleştirmede kullanılan geçici kütüktür. Yapı olarak HLR’nin kopyasıdır. Genellikle MSC ile tümleşik olarak imal edilmektedir. VLR; bağlı olduğu MSC’nin hizmet verdiği alanda bulunan abonelerin konum, Geçici Gezgin Abone Kimliği (Temporary Mobile Subscriber Identity, TMSI) numarası gibi bilgileri tutmaktadır. MSC, hizmet verdiği alandaki MS’ler için bütün işaretleşme ve anahtarlama işlemlerini yürütür. Ayrıca, HLR ve VLR’de tutulan bilgileri kullanarak abonelerin çağrı istemlerine cevap verir. Örneğin bir abonenin bütün gelen çağrıları kısıtlama isteği, MSC’nin bu aboneye ilişkin bilgileri HLR’den temin etmesiyle mümkün olmaktadır.

Yukarıda anlatılanların yanı sıra şebekenin güvenliği, bakımı ve yönetilmesi ile ilgili bazı birimler de yer almaktadır. Yetki Merkezi (Authentication Center, AUC) Örneğin, bir aboneye hizmet verilip verilmeyeceğinin belirlenmesi için HLR, Yetki Merkezinden (Authentication Center, AuC) teyit almak durumundadır. Cihaz Kimlik Kütüğü (Equipment Identity Register, EIR) Cihaz Kimlik Kütüğü (Equipment Identity Register, EIR) ise kayıp, çalıntı veya kaçak MS’lerin listesini tutar. Telefon üreticisi tarafından atanan ve bir çeşit cihaz seri numarası olan IMEI (Uluslararası Gezgin İstasyon Kimlik Numarası) şebeke işletici tarafından EIR’da saklanır. Şebekenin yönetimi ile görevli Şebeke Yönetim Merkezi (Network Management Center, NMC) ve şebeke bakımı ile görevli İşletme ve Bakım Merkezi (Operational and Maintenance Center, OMC) şebekenin diğer parçalarıdır.

GSM ile Adım Adım İki Mobil Telefonun Haberleşmesi GSM sisteminde iki mobil istasyon arasında konuşma her zaman 2 safhadan oluşur. Ø Sinyalizasyon safhası: Bu aşamada a numarası tanımlanır, güvenlik denetimi yapılır, b numarasının yeri tespit edilip onun serbest veya meşgul olup olmadığı denetlenir. Ø Konuşma safhası: Denetlemelerden sonra izin verilen ve iletişim sağlanan zaman dilimidir. Bu iki aşamanın gerçekleşmesi ve konuşmanın sağlanması için geçen çok kısa zaman diliminde aşağıdaki işlemler gerçekleştirilir. (A) numarası öncelikli olarak bir baz istasyonu servis alanı (hücre) içerisinde olmalıdır. Hücreden alınan arama bilgisi radyo arabirimi üzerinden BS (Baz İstasyonu) vasıtası ile yere indirilir. Baz istasyonu bu yolla sinyali MSC’ye iletir.

Cep telefonu sinyalizasyon kanalı üzerinden tanıtım anahtarı ile beraber IMSI / MSISDN ve görüşme yapmak istediği b-numarasını yollar. MSC, gelen talebi kontrol ettikten sonra onaylamasını yapar (IMSI, Ki) ve aranan (B) numarasını inceleyerek onun hangi konumda olduğunu bulmak amacı ile VLR’dan bilgi alır. Eğer (B) numarası VLR’ın kendi servis alanında değil ise, HLR’a sorulur. HLR, sayesinde bu cep telefonunun ülkenin neresinde ve hangi konumda olduğu tespit edilir. Kontrol safhasında MSC, EIR (equipment identity register) veri tabanından aboneyi sorar. EIR, GSM ağı üzerinde servis alan abonelerin ve aynı zamanda çalıntı telefonların ve giriş izni olmayan abonelerin numaralarının olduğu bir veri tabanı olduğu için telefon tanımlı kullanılan bir numara ise onay verilir, çalıntı ya da borç yüzünden kapalı ise onay verilmez.

Son olarak, AUC (authentication center) veri tabanından abone araştırılır. AUC, abonenin SIM kartında bulunan güvenlik numarasını denetler ve abonenin radyo kanalının kullanımı aşamasında, onay ve kod çözme işlemlerini gerçekleştirir. Bu denetlemelerden geçen abone için (A) abonesine ait MSC-A, aldığı bilgi ile diğer servis alanına yani (B) abonesinin bulunduğu alana bakan MSC-B’ye başvurur. MSC-B gelen aramayı devam ettirmek için önce (B) numarasının meşgul olup olmadığını ve o hücre içinde tahsis edilecek boş kanal olup olmadığının denetimini yapar. Tüm denetlemelerin yapılması sonucu, gerekli şartların sağlanması durumunda (A) numarasının, (B) numarası ile konuşması için gereken trafik kanalı verilir ve konuşma başlar. Konuşma boyunca A+ arabiriminde (hava telsiz yüzü) yapılan tüm konuşma Kc şifresi ile gönderilir. Bu şifre ancak cep ile MSC arasında bilinir ve MSC gelen şifreli mesajları bu anahtar ile açar. Konuşma bitince tahsis edilen tüm trafik ve sinyalizasyon kanalları geri alınır.

HANDOVER; süregelen bir konuşmanın farklı kanallarda ya da hücrelerde bağlantısının kopmadan sürdürebilmesi için bir geçiş olayıdır. Ya da kısaca; aynı Konum Alanı (LA- Location Area) içinde bir hücreden diğerine devir olma durumudur. 2 farklı Handover olayı bulunmaktadır; Aynı hücre içerisinde Handover ve farklı hücreler arasında gerçekleştirilen Handover. Aynı hücre içerisinde Handover BSC tarafından, farklı hücreler arasında handover MSSC tarafından yapılır. Handover yapılabilmesi için, gidilen hücrede boş frekans tahsissinin yapılması gerekir. MSSC önce gidilecek hücrede boş frekans olduğuna bakıp ondan sonra Handover işlemini gerçekleştirir.

GPRS (General Packet Radio Service/Paket Anahtarlamalı Radyo Hizmetleri) İnternet ve diğer veri haberleşmesi hizmetlerinin giderek yaygınlaşması ve gün geçtikçe daha fazla kullanım alanına sahip olması ile GSM in bu veri hizmetlerini desteklemekte yetersiz kaldığı görülmüştür. Bu nedenle ETSİ 1997 yılında GSM Faz 2+ standardını yayınlamıştır. 2.5’inci nesil olarak ta adlandırılan ve 2. Nesil sistemler ile 3. Nesil sistemler arasında geçiş görevi gören bu sistem Genel Paket Radyo Hizmeti (General Packet Radio Service ) GPRS olarak bilinmektedir. GPRS (General Packet Radio Service/Paket Anahtarlamalı Radyo Hizmetleri), GSM ve TDMA ağları için geliştirilmiştir. Verilerin mevcut GSM şebekeleri üzerinden saniyede 28,8 KB’ken 115 KB’ye kadar varabilen hızlarda iletilebilmesine imkân veren, cep telefonu, dizüstü bilgisayar, PDA ve diğer mobil cihaz kullanıcılarına kesintisiz Internet bağlantısı sunan paket temelli veri taşıyıcı bir mobil iletişim servisidir.

GPRS teknolojisi, kullanıcıya yüksek hızlı bir erişimin yanı sıra, bağlantı süresine göre değil gerçekleştirilen veri alışveriş miktarına göre ücretlendirilen ucuz iletişim olanağı da sağlar. Bu sistemde aboneler, Internet'e bağlı kalındığı süreye göre değil, yalnızca alıp gönderdikleri veri miktarı kadar ödeme yaparlar Bu yönüyle GPRS, “always connected/always online halinde”(sürekli bağlantıda, sürekli gerçek zamanda) olma imkânının gerçekleşmesi yolunda atılmış çok önemli bir adımdır. GPRS platformu sayesinde telefonunuzun özelliklerine göre telefonunuzdan direkt ya da dizüstü bilgisayarınıza bağlayarak kullanıcıların Internet'e ve işyerlerindeki kurumsal bilgisayar ağlarına (intranet) bağlanmaları da mümkün olmaktadır. Dizüstü bilgisayarları ile Internet'e kablosuz erişim sağlamak isteyen kullanıcılar, cep telefonlarını Internet'e bağlanmak için gerekli modem olarak kullanarak servis sağlayıcı ile GPRS ile kesintisiz Internet erişimi sağlarlar.

GPRS, mobil iletişim teknolojisinde halen kullanılmakta olan devre anahtarlama (sadece tek bir kullanıcıya tahsis edilen bir hat üzerinden sürekli bağlantı) metodu yerine paket anahtarlama (aynı hattın birden çok kullanıcı tarafından paylaşıldığı ve iletişim hızının 115 Kb’ye kadar çıktığı bir yapı) yöntemini kullanmaktadır. GSM ağlarının normal şartlar altında sunduğu 9.6Kb iletim hızıyla karşılaştırıldığında bu değerler 3 ile 12 kat arasında değişen bir performans artışını ifade etmektedir. GPRS, 2G ve 3G olarak adlandırılan GSM 'Generation', nesillerinin özelliklerine sahip olduğu için 2,5G olarak da adlandırılmaktadır. GPRS 2. nesil GSM teknolojilerinden hızlı fakat 3.nesil teknolojilerinden yavaş kalmaktadır. 2. nesil GSM, ses ve datayı kullanıcıya tahsis edilen bir tek hat üzerinden sürekli bağlantı halindeyken iletebilir. Yani “Circuit Switching” bir altyapıya sahiptir. 3. nesil GSM ise “Packet Switching” ile ses ve veriyi paketler halinde gönderebilmekte ve aynı hattı birden çok kullanıcının paylaştığı bir teknolojidir. GPRS ile 2. nesil altyapı üzerinde paketler halinde veri iletişim mümkün olmuştur.

GPRS servisi dilediğiniz yerden cep telefonu ya da GPRS PC Card ile Internet'e çok hızlı ve ekonomik bağlanmanızı sağlayan bir teknolojidir. GPRS, yüksek erişim hızının yanı sıra, bağlantı süresi üzerinden değil gerçekleştirilen veri transferi üzerinden ücretlendirilen ekonomik iletişim olanağı sağlamaktadır. Bu sayede sürekli Internete bağlı kalabilir ve veri transferi yapmadığınız sürece herhangi bir ücret ödemezsiniz. GPRS uyumlu cep telefonunuz aracılığıyla ya da GPRS PC Card ile taşınabilir bilgisayarınızdan ya da PC'nizden Internet'e bağlanabilirsiniz. Bunun için telefonunuzu ya da GPRS PC Card’ınızı bilgisayara tanıtmanız ve gerekli yazılımı yüklemeniz yeterlidir.

GPRS’ İN BAŞLICA KULLANICI ÖZELLİKLERİ Hız: GSM sisteminde zamanda çoğullama amacıyla kullanılan sekiz zaman diliminin tamamının aynı anda kullanılması ile teorik olarak ulaşılabilecek maksimum veri iletim hızı 171.2 Kbps’tir. Bu teorik veri iletim hızı, bugün kullandığımız telefon şebekesinden üç kat ve mevcut GSM şebekesindeki devre anahtarlamalı veri iletim hızından da on kat daha fazladır. GPRS devre anahtarlamalı veri iletimi ve kısa mesaj servisi ile kıyaslandığında en az maliyetli veri iletim hizmetidir. Süreklilik: GPRS’in sağladığı en önemli özellik sürekli şebekeye bağlı olmak, yani sürekli hatta (online) olmaktır. Süreklilik, devre anahtarlamalı veri iletimi ile kıyaslandığında GPRS’in en büyük avantajlarından biridir.

Yeni Uygulamalar: GPRS, mevcut GSM şebekesi üzerinden, devre anahtarlamalı veri hızındaki (9.6Kbps) ve kısa mesaj servisindeki mesaj uzunluğu (160 Karakter) gibi kısıtlamalardan ötürü daha önce mümkün olmayan pek çok yeni uygulamaya olanak sağlamıştır. GPRS, bilgisayarla internet üzerinde yapılabilen tüm işlemlerin ve uygulamaların, gezgin olarak yapabilmesini sağlar. GPRS’İN ŞEBEKE ÖZELLİKLERİ Paket Anahtarlama: GPRS sisteminde bilgi, iletilmeden önce paket olarak tabir edilen birbirinden ayrı, fakat birbiri ile ilgili parçalara bölünür. Alıcı tarafında ise bu parçalar tekrar birleştirilir. İnternet, paket veri iletiminin kullanıldığı bir şebeke örneğidir. GPRS, mevcut devre anahtarlamalı GSM şebekesi üzerinden paket tabanlı radyo kanalı gerektiren bir sistem esasına dayanır. Bu kullanıcıya paket tabanlı veri hizmeti tercihi sunar.

Spektrum Verimliliği: GPRS sistemi, kullanılabilecek radyo kanallarını belli bir süre kullanıcıya tahsis etmek yerine, kullanıcı sadece veri gönderirken veya alırken meşgul eder veya kullanır. Böylece mevcut kanallar diğer kullanıcılar tarafından da kullanılabilir. Bu sayede sınırlı olan bant genişliğini ve radyo kanallarını daha çok kullanıcı kullanır. Benzer şekilde tek bir hücre daha fazla sayıda kullanıcıya hizmet verebilir. Aslında tek bir hücrede kaç aboneye GPRS hizmeti sunulacağı kullanılan uygulamanın çeşidine veya iletilecek verinin miktarına göre değişir. Dolayısıyla sadece çok yoğun zamanlarda kullanılmak üzere tahsis edilecek kapasiteye daha az ihtiyaç duyulur. GPRS’in spektrum verimliliği, şebeke işleticisi için şebeke kaynaklarının verimli ve esnek bir şekilde kullanımını en üst seviyeye çıkarır.

İnternet Erişimi: GPRS bugün sabit şebekeler üzerinden erişebildiğimiz tüm uygulamalara hareketli olarak erişme imkanı sağlamaktadır. Dolayısıyla GPRS hizmeti sunan şebeke işleticileri aynı zamanda birer internet servisi sağlayıcısı haline gelmişlerdir. İnternet GPRS için çok önemli bir uygulama alanıdır, çünkü aynı protokolleri kullanırlar. GPRS şebekesi, GPRS’i destekleyen gezgin telefonlar birer gezgin host olarak görüldüğünde; internetin bir alt-şebekesi olarak düşünülebilir. Dolayısıyla her gezgin cihaz kendi IP adresi ile erişilebilir olmuştur. GPRS’İN SINIRLAMALARI GPRS, şu anki veri iletim hızı ve spektrum kullanımı ile kıyaslandığında çok önemli özelliklere sahip olmasına rağmen aşağıdaki gibi özetlenebilecek bir takım sınırlamalara sahiptir:

Tüm Kullanıcılara Sınırlı Hücre Kapasitesi: Mevcut şebeke yapısında farklı kullanıcılar tarafından kullanılabilecek sınırlı sayıda radyo kanalı vardır. Dolayısıyla kanalların bir amaç için tahsis edilmesi aynı anda diğerinin kullanımını önler. Örneğin ses ve GPRS çağrıları, aynı şebeke kaynaklarını kullanırlar. GPRS’in şebekeye olan etkisi, GPRS’e bir zaman aralığı (time slot) tahsis edilirse ortaya çıkar. Sonuç olarak; başka bir tip radyo kaynağını kullanan kısa mesaj servisine tamamlayıcı taşıyıcı olarak ihtiyaç duyulur. Pratikteki Hız Düşüklüğü: Teorideki veri iletim hızı olan 172.2 Kbps’a ulaşabilmek için tek bir kullanıcın tüm sekiz zaman dilimini herhangi bir hata koruması olmaksızın kullanması gerekir. Ancak uygulamada hiçbir operatör bir tek GPRS kullanıcısının tüm zaman dilimlerini kullanmasına müsaade etmez. Bunun yanında gezgin GPRS terminallerinin de iki ya da üç zaman dilimini desteklerler. Dolayısıyla bant genişliği sınırlıdır.

Geçiş Gecikmeleri: GPRS, veri paketlerinin aynı istikamete farklı yollardan gitmesi bazı paketlerin iletim esnasında bozulma veya kaybolma olasılıklarını arttırır. Paket iletiminde kaybolan veriler yeniden istendiği için bazı gecikmeler ortaya çıkar. GPRS UYGULAMALARI GPRS uygulamalarını aşağıdaki gibi kısaca sıralamak mümkündür: • Sanal muhabbet (Chat), • Yazılı ve görsel bilgi transferi, • Sabit resim transferi, • Hareketli resim transferi, • WEB gösterimi, • Doküman paylaşımı ve ortaklaşa çalışma, • Müzik yayını, • Kurumsal mail • İnternet mail, • Araç takibi.

Üçüncü Nesil (3G) Birinci nesil analog hücresel sistemlerden ikinci nesil sayısal hücresel sistemlere geçişin temel nedeni; abone sayısının beklentilerin üzerinde artması ve iletişim alt yapısının bu artışa cevap veremez hale gelmiş olmasıdır. İkinci nesilden üçüncü nesile geçiş nedenleri, birinci nesilden ikince nesile geçiş nedenlerinden oldukça farklıdır. Mevcut ikinci nesil alt yapısı, artan abone sayısına cevap verebilecek esnek yapıya sahip olmasına rağmen, aşağıda sıralanan gelişmelerden dolayı yeni bir gezgin pazar oluşturma ve bunu destekleyecek yüksek hızlı ve büyük miktarda veri iletimini mümkün kılacak bir alt yapı oluşturmak amacıyla üçüncü nesil kavramı ortaya atılmıştır.

Üçüncü nesile geçiş nedenleri kısaca şu şekilde özetlenebilir: • İnternetin geldiği nokta ve IP’nin başarısı, • Paket anahtarlamalı teknolojilerdeki gelişme, • Gezgin haberleşmeye (mobile communication) olan ilginin beklenenin çok üzerinde olması, • Elektronik ve gezgin e-ticaret kavramlarının ortaya çıkması, • Mevcut gezgin şebeke üzerinden veri iletim miktarının artması ve bu artışı destekleyen WAP ve GPRS gibi teknolojilerin gelişmesi.

UMTS (Evrensel Gezgin Haberleşme Sistemi) UMTS (Evrensel Gezgin Haberleşme Sistemi), IMT-2000’nin standartlarına uygun olarak Avrupa’da kabul edilen üçüncü nesil haberleşme sistemidir. UMTS, yüksek hızlı veri iletimine ve gerçek küresel gezinmeye olanak tanıyan bir şebeke sağlamayı hedeflemektedir. Yeni UMTS şebekesi, mevcut GSM işleticilerinin kullandıkları şebeke alt yapısı üzerine kurulmaktadır. İlk aşamalarda UMTS, GSM’in bir gelişimi gibi görünmesine rağmen esas farkı, kullanımı için yeni lisans almayı gerektirecek tamamen farklı bir spektrum ve radyo kanalının kullanılmasıdır.

UMTS, aşağıdaki özellikleriyle avantajları çok olan bir gezgin haberleşme sistemidir: • Ses kalitesinde artış, • Bireye özel uygulamalar ve güvenlik artışı, • Kapsama alanın genişlemesi ve hücre sayısında azalma, • Sistem planlama, kurulum ve işletme masraflarında azalma, • Diğer elektronik cihazlarla olan elektromanyetik etkide azalma, • Aktarmadan kaynaklanan çağrı kayıplarında azalma, • Kablosuz güvenli veri transferi, • Eski teknolojilerle uyumluluk.

UMTS’in Sağlayacağı Hizmetler • Sanal Ev Ortamı: UMTS, kullanıcılarına bazı işlerini sanki evlerindeymiş gibi uzaktan yapabilmelerine imkan tanıması düşünülen uygulama ailesinin genel adıdır. • Internet Protokolü Üzerinden Ses İletimi: Telefon çağrılarının internet üzerinden yönlendirerek tüm çağrıların yerel çağrıymış gibi ücretlendirilmesine imkan veren bir uygulamadır ve EDGE’in gelmesi ile ilk defa gezgin telefonlarda uygulanmıştır. • Hareketli Resim İletimi: Bu uygulama ailesi içerisinde görüntülü telefonların yanında güvenlik kameralarının uzaktan takibi, telekonferans gibi diğer uygulamalar da girmektedir.

• Sabit Resim İletimi: Fotograf, resim, mektup, posta kartı, sunumlar, statik web sayfaları gibi görsel içerikli veri iletimi bu uygulama ailesi içerisine girer. • Elektronik Yardımcı: E-Sekreter, E-Advisor gibi uygulamalar bu uygulama ailesi içerisinde yer alır. Elektronik yardımcılar, şebeke üzerinde kullanıcı adına çalışan veri arama ve iletme işlevlerini yürüten programlar olarak düşünülebilir. • Yazılım Transferi: UMTS’in şu anki internet erişiminden daha yüksek veri hızlarına ulaşmasıyla gelecekte yazılımların gezgin cihazlar aracılığı ile transfer edilebileceği düşünülmektedir. • Radyo ve Televizyon Yayını

Dördüncü (4G) ve Beşinci (5G) Nesil Generation (nesil, üretim) terimi, bilişim teknolojisindeki teknik gelişime karşılık geliyor. Akıllı telefon üzerinden sosyal ağ kullanımı, anlık mesajlaşma, mobil oyun ve uygulama indirme gibi servislerin kullanımında bu teknolojik seviyeye hangi yollar ve yıllardan geldiğimizi hatırlayalım. • Birinci Nesil: İlk telefonlarda ortaya çıkan bu analog sistem esas haberleşme trafiğinin sadece ses üzerinden gerçekleşmesi üzerinde çalışıyordu.  • İkinci Nesil: 2G olarak isimlendirilen bu sistem, ticari merkezliydi ve dijital (sayısal) bir sistem idi. Şu anki haberleşme teknolojileri piyasasının %60'ını elinde bulunduran sistemin uygulamalarına örnek olarak GSM ve GPRS gösterilebilir. 

• Üçüncü Nesil: 3G olarak isimlendirilen bu sistem ise, abone sayısındaki artış ve yüksek hız gerektiren uygulamalarlar için çözüm amacıyla geliştirildi. EDGE, UMTS, WİMAX gibi uygulama örnekleri mevcuttur.  Dördüncü Nesil (4G) Haberleşme teknolojilerinde 4G, dördüncü nesil kablosuz teknolojisi olarak karşımıza çıkıyor. 2G ve 3G teknolojilerinin devamı niteliğinde olan bu teknoloji diğer GSM standartlarında olduğu gibi hücresel ağ sistemini kullanıyor. 3G teknolojisindeki kapsama alanı sorunlarını da bu dördüncü nesil teknolojinin çözmesi bekleniyor. Bu doğrultuda telefonlar için bağlantı hızı 100 Mbps, wi-fi ağlarında ise 1 Gbps'dir. Bu hız değerleriyle 4G teknolojisi, WİMAX  (Worldwide Interoperability for Microwave Accessband  Mikrodalga Erişim için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik Bandı) genişliğine erişmiştir diyebiliriz. 

4G sistemi, 2G ve 3G'den daha yüksek veri hızları temeline dayanır ve herhangi bir zamanda, herhangi bir yerde çoklu kitle iletişimi ile kullanıcılara hızmet verebileceği bir şekilde uçtan uca IP çözümü sağlar. 4G'ye bağlı LTE teknolojisini ilk kez Japon NTT DoCoMo firması 2004 yılında duyurmuştur. İlk 4G testi ise 17 Ağustos 2009 yılında dev telekomünikasyon firması olan Verizon tarafından yapılmıştır. Test, Amerika'da Seatle - Boston şehirleri arasında başarılı bir şekilde gerçekleşmiştir. Genel olarak sistemin ana hedefi, tüm kullanıcıların minimum gereksinimlerini karşılamak ve ağ kaynaklarını etkili bir biçimde kullanmalarını sağlamaktır. 4G çalışma grubu, aşağıda yer alan konuları 4G kablosuz iletişim standardının hedefleri olarak tanımlamıştır:

Hedefler: Işıksal iletim hızında ve verimliliğinde olabilecek bir sistem Yüksek şebeke kapasitesi En az 100 Mbit/s veri hızı Aynı işlevde olmayan iki ağ arasında uyum Kusursuz bağlantı ve küresel dolaşım Çoklu medya dosyaları (resim, video vb.) için yüksek hizmet kalitesi Mevcut kablosuz standartlar ile uyum

4G sistemi, IP tabanlı olarak hizmet sağlıyor ve bu hizmeti de IPv6 standartları çerçevesinde gerçekleştiriyor. Böylece çok sayıda kablosuz cihaz doğrudan adreslenebilir bir protokol kullanılarak birbirine bağlanabiliyor. 4G bağlamında, IPv6 daha dayanıklı, daha güvenli ve iletim kabiliyeti daha yüksek uygulamalar sağlamakta. IPv6 protokolündeki uygun adres boşluğu ve adresleme bitlerinin sayısıyla, 4G hizmetlerinin yayılmasına yardım edebilecek uygulamalar geliştirilebilir.   4G'nin en önemli uygulaması ise internette sürekli gezer halde olmaktır. Bu da sınırsız ve makul bir hıza sahip olmak demektir. Mevcut 2.5G/3G/3.5G işletimine dayanan hizmetler, pahalı ve uygulama bazında sınırlıdır. 15-30 Mbit hızlarındaki 4G kullanıcıları ise kesintisiz bir şekilde yüksek çözünürlüklü televizyon hizmetine erişmektedirler.

Beşinci Nesil (5G) Bilişim uzmanlarına göre, 4G insanların birbirine bağlanması demekse 5G her şeyin birbirine bağlanması demektir. 5G enerjiden eğlenceye, spordan otomotive kadar birçok altyapıyı kapsayan büyük bir platformdur. 5G’de temel yaklaşım; ortak frekans bandının kullanılması olduğundan 5G tüm dünyanın fiziki sınırlarını ortadan kaldıran bir miras olacaktır. 4G’ye göre çok daha hızlı bir teknoloji olan 5G, 2020 yılında dünya üzerinde sayıları 50 milyarı bulacak birbirine bağlanmış durumdaki cihazları sorunsuz idare edebilecek akıllı bir iletişim ağı haline gelecektir. Telefon ve tabletler sadece bir iletişim aracı olmaktan çıkıp portatif birer asistana dönüşecek.

Görülen o ki önümüzdeki 5 yıl içinde 4G sistemi artan ihtiyaçlar doğrultusunda yeterli olmayacaktır. Ortalama olarak her 10 yılda bir yeni haberleşme sistemi geliştiriliyor. 5G ağlar sayesinde 5-10 yıl sonra eve girildiğinde alıcılar aracılığı ile kişinin psikolojik durumunu algılayan ve ona göre ev düzeninde ayarlamalar yapan bilgisayar sistemlerinden bahsedebileceğiz. Evin, otomobilin, çalışma ortamlarının ısısını, ışığını, cihazların ses seviyesini, alarm sistemini, randevuları, haberleşmeleri ve daha da sayabileceğimiz birçok karşımıza çıkacaktır. Depremler, milli maçlar, milli kutlamalar gibi veri trafiğinin en çok arttığı dönemlerde oluşabilecek iletişim sıkıntısının da önüne geçilecek, kaza algılama, gerçek zamanlı navigasyon, uzaktan trafik yönetimi ve otomatik fren sistemleri mümkün hale gelecektir. 5G, zamanının en akıllı interneti olacağından, ona bağlanan cihazların daaha akıllı olması gerekecek. Çamaşır makineleri, trafik kameraları, sürücüsüz otomobiller, akıllı yollar ve ağaçlara bağlı sensörler, ağ üzerinden sürekli olarak veri alışverişinde bulunacaklar.

5G, teknolojisi 2G, 3G ve 4G olmak üzere tüm nesil bantları tamamlayıcı olarak kullanabilecek bir yapıdır. 3G’nin 28 Mbps, 4G’nin 100-500 Mbps veri transferine olanak sağlamasıyla birlikte birlikte 5G verinin 10 Gbps (Giga Bits Per Second) gibi çok daha yüksek hızlara ulaşabileceği, gecikme süresinin sadece 1 milisaniye olacağı tahmin edilmektedir. Bazı iletişim devleri denemelerinde 7,5 Gbps hızlara ulaşmış bulunmaktadır. 2020’de 4K’yi bir kenara bırakıp, 8K filmler izlemeye başlayabiliriz çünkü 5G bu çözünürlüğün gerektireceği bant genişliğini rahatça karşılayacak seviyede olacaktır. 5G için yapılan en iddialı tahminlerden bir tanesi de onun kendi güvenilirlik sorunlarını çözüp “bozulmayan” bir ağ sunacak olmasıdır.

Hedefler:   5G şebekelerden beklenen veri aktarım kapasitesinden bahsederken, belirli bir alan içinde aynı anda şebekeye bağlanabilen cihaz sayısı ve trafik yükü kapasitelerinin 4G’den 1.000 kat ayrıca hızlarınında 100 kat fazla olması öngörülüyor. 5G’nin üç ana konuda olabildiğince verimli olması öngörülüyor. Birincisi yoğun video görüntü aktarımı için yüksek kapasiteli bağlantı imkânı sunması. İkincisi internete bağlanarak çalışmak üzere tasarlanmış pek çok cihazın batarya ömrünü uzatacak düşük enerji tüketimli radyosuz bağlantı yeteneğinin geliştirilmesi. Üçüncüsü de özellikle akıllı otomobiller ve sağlık hizmetleri gibi hayati konularda çok önemli olan çok düşük gecikmeli veri aktarımının sağlanabilmesi olarak karşımıza çıkıyor.

WAP (Kablosuz Internet Uygulaması) WAP (Wireless Application Protocol) kablosuz iletişim için geliştirilmiş, lisansa bağlı olmaksızın kullanılabilecek, cihazlar arasındaki eş güdümü sağlamak üzere geliştirilen bir standarttır. Bu protokol sayesinde, ileri telekomünikasyon servisleri yaratmak ve cep telefonlarından Internet sayfalarına ulaşmak mümkündür. WAP protokolü bir endüstri standardı olarak üreticilerin büyük çoğunluğu tarafından desteklenmektedir. WAP aslında mevcut Internet standartlarını kullanıyor. WAP mimarisi, standart ve mevcut Internet servis vericilerinin kablosuz iletişim araçlarına Internet servislerini sağlayabilmesi için tasarlanmıştır. Kablosuz cihazlar ile iletişimde WAP, bilinen XML, UDP ve IP gibi Internet standartlarını kullanır. WAP kablosuz iletişim protokolleri HTTP ve TLS gibi Internet standartları bazında tasarlanmıştır, fakat elde taşınan kablosuz cihazların kısıtlı işlem kapasitelerini en verimli şekilde kullanılmasını sağlar.

WAP ve GPRS'in Farkı Nedir? WAP bir uygulama protokolüdür ve cep telefonları üzerinden Internet benzeri içeriğin görüntülenmesini sağlamaktadır. GPRS ise bir taşıyıcıdır. Yani verilerin iletimini sağlamaktadır. WAP'a farklı taşıyıcı teknolojilerin tümü ile CSD, HSCSD ile veya GPRS ile bağlanmak mümkündür. GPRS ile WAP' a ulaşılabilir. WAP Bağlantısı nasıl yapılır? WAP Hizmeti iki iletişim metodu ile gerçekleşmektedir. 1. GSM Veri Metodu-Dial UP-Çevirmeli Ağ Bağlantısı 2. GPRS sistemi kullanılarak sürekli bağlantı şeklinde olabilmektedir Öncelikle telefonunuzun WAP destekli olması gerekmektedir. Ancak GPRS olması zorunlu değildir. GPRS özelliği kolaylık ve hız sağlamaktadır.

WAP Ağının Çalışma Prensibi WAP kullanıcı ağda iki sunucu ile bağlantı kurar. WAP Proxy, WAP isteğini web isteğine çevirir. Böylece WAP kullanıcı web sunucusuna isteğini bildirebilir. Bunun yanında proxy web sunucusundan almış olduğu yanıtı WAP kullanıcısının anlayabileceği bir binary modda kodlayarak WAP kullanıcıya gönderir. Eğer web sunucusundaki bilgiler WAP içerikliyse (WML gibi) ozaman WAP proxy direkt web sunucusu ile bağlantı kurar. Fakat sunucudaki bilgiler WWW formatlı HTML dökümanları ise bu durumda HTML dilini WAP cihazlarının anlayabileceği WML diline çevirmek gerekir. Kablosuz telefon uygulamaları sunucusu (WTA-Wireless Telephony Application) bir merkezi yada köprü sunucusudur ve mobil kullanıcıdan gelen istekleri direkt yanıtlar. WTA sunucusu kablosuz telefon haberleşmesi sağlayan operatörlerin WAP kullanıcılarının sisteme entegre olmasını sağlar.

IP(Internet Protocol) Tabanlı Haberleşme Modern dijital teknoloji telekom, bilgisayar, radyo ve televizyon gibi farklı sektörlerin birbirleriyle ortak çalışmasına izin vermektedir. Bu birleşmeler ve ortak çalışma sayesinde insanların ve cihazların birbirleriyle haberleşmesi önemli ölçüde gelişim gösterip değişmiştir. Bu olayın temelini ve omurgasını IP tabanlı ağlar oluşturur. Telefon, güvenlik, eğlence, kişisel bilgisayar gibi uygulamalar sürekli bir gelişim durumundadır. Bu cihazlar ve servisler aralarında fiziksel bağlantı olmadan bile haberleşme standartları sayesinde birbirleriyle haberleşip ortak çalışma oluşturabilmektedirler. Örneğin kablolu networkler ilk başta kullanıcılara televizyon yayını aktarmak için dizayn edilmişlerdir. Ancak günümüzde e-mail gönderme, internette sörf yapma, güvenlik kameralarını izleme vb gibi birçok uygulama içinde kullanılabilmektedirler. Bu özellikler telefon, cep telefonu, uydu ve bilgisayar ağları içinde geçerlidir.

Circuit-switched network tekniği Ağ Haberleşmesinin Temelleri Internet protokolü, Internet Protocol ( IP ) ve Transport Control Protocol ( TCP )’ den oluşur. TCP/IP terimi bütün bir protokol ailesini belirtir. Bir network temel olarak iki ana parçadan oluşur. Bunlar düğümler ve bağlantılardır. Düğüm bilgisayar gibi bir network cihazını belirtir. Düğümler diğer düğümlerle linkler (kablo gibi) aracılığıyla haberleşebilir. Bir düğümün diğer düğümlerle haberleşebilmesi için temel olarak iki farklı network tekniği vardır. Bunlar circuit-switched network ve packet -switched network teknikleridir. Circuit-switched network tekniği

Circuit-switched network tekniği telefon sistemlerinde diğeri ise IP tabanlı networklerde kullanılır. Circuit-switched network iki düğüm arasında bir bağlantı oluşturmak için kapalı bir devre oluşturur. Bu yüzden yapılan bağlantı sadece iki düğüme aittir. Bu çeşit bağlantının en temel problemi yetersiz kapasitedir, sistemin hiçbir zaman yüzde yüzünü kullanılamaz. Ayrıca iletim ortamının ortasında meydana gelecek bir arıza durumunda bağlantı kopacak ve yeni bir bağlantı kurmak gerekecektir. IP tabanlı networkler

IP tabanlı networkler ise packet-switched network teknolojisini kullanır. Bu teknoloji ile sahip olunan kapasite daha verimli bir şekilde kullanılabildiği gibi herhangi bir arıza durumunda problem riski de en aza indirilmiş olur. Neden? Bu sistemde mesajlar paketlere bölünerek hedef adrese gönderilir. Daha sonra network üzerinden gönderilen bu paketler routerlar üzerinden geçerek yapısında tanımlı adrese ulaşırlar. İki network cihazı arasındaki paket gönderimi farklı rotalar üzerinden olabilir böylece arıza veya sıkışma durumlarında haberleşme kesilmeyecektir.

İletim Esasları Haberleşme yapısının ilk katına kablo ve anten katmanı denir. Bu katman sayesinde çok çeşitli iletim ortamlarından dijital veri alınması ve gönderilmesi sağlanır. Bununla beraber başarılı bir dijital haberleşme için bu yapı üzerine bir çok kat eklenmelidir. Kablo ve anten katmanı Standartlaştırılmış protokoller kablolu ve kablosuz LAN mimarisi oluşturmak için değişik network topolojilerini kablo ve anten katmanı ile beraber kullanır. Bu protokoller başarılı bir dijital haberleşmenin ikinci katını oluşturur. Bu katmana iletim katmanı denir. iletim katmanı

Lokal ağlar (Local Area Network,LAN) farklı amaç ve ihtiyaçlar için oluşturulmuştur. LAN'larda temel amaç, aynı yapı içinde kullanılan bilgisayarların bazı donanımları paylaşmasını, ortak çalışma ortamını sağlayarak zamandan tasarruf edilmesi sayesinde bilginin hızlı bir şekilde işlenmesinin sağlamaktır.  Bu nedenle lokal ağlarında birbirleriyle haberleşme ihtiyaçları doğmaktadır.   WAN'lar (Wide Area Network ) çok geniş alanları kapsamaktadır. Şehirler arası, ülkeler arası ağlardır. Değişik tipteki LANların birleşmesiyle oluşurlar. Bu LAN'ların birleşmesi için bir takım özel aletler gereklidir. (Link antemleri, uydu bağlantıları, tekrarlayıcılar, geçitler vs.)  WAN sistemi üzerinde on binlerce kullanıcı ve bilgisayar çalışabilir. Uzak ağların en çarpıcı özelliği, tıpkı yerel  ağlar gibi kullanılabilmesidir. WAN üzerinde haberleşebilmek için ortak bir haberleşme mimarisinin kurulu olması gerekmektedir. Bu mimari açık bir standart olmalı ve farklı iletim katmanı protokollerini desteklemelidir. Internet protocol ( IP ) tam olarak bu işlemleri gerçekleştirir.

Internet Protocol Takımı : Bu protokol takımı herbiri yeni bir fonksiyonellik ekleyen üst üste katmanlardan oluşur. En alt katman iletim katmanını kullanarak veri alınıp gönderilmesi işlemlerini yapar. Üstteki protokoller ise hareketli resim göndermek, ses ve kontrol bilgileri göndermek gibi konularda özelleştirilmiştir. Aradaki protokoller ise mesajları paketler ayırmak ve network cihazlarına güvenilir bir şekilde iletmek için kullanılır. Internet Protocol : IP internet protocol takımının temelini oluşturur. Dünyadaki en popüler network protokolüdür. IP LAN içinde veya LAN dışına veri aktarımını sağlar. Veriler IP tabanlı network içinde IP paketleri halinde gönderilir. Herbir IP paketi bir başlık ve orjinal mesajı taşır. Başlık kaynağı, hedef kaynağı ve veriyle ilgili bazı diğer bilgileri içerir. IP bağlantısız bir protokoldür. Herbir paket birbirlerinden bağımsız olarak hareket eder. Herbir network cihazı en azından bir IP adresine sahiptir Bu IP adresi networkteki diğer tüm cihazlardan ayrılmasını sağlar. Bu yolla ara düğümler gönderilen paketin kaynakan varacağı adrese doğru bir şekilde gönderilmesini sağlar.

Transport Protokolü Transport Control Protocol ( TCP ) IP paketlerinin doğru bir şekilde bozulmadan ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmekte en yaygın olarak kullanılan protokoldür. TCP verinin bir üst katmana güvenilir bir şekilde çıkmasını sağlar. Internet protokol takımı iletim katmanı protokolleri ile adaptasyonu sağlar ve LAN – WAN arasındaki bağlantı için standart bir mimari oluşturur. IP’ yi temel alan bu internet protokol takımı başarılı bir dijital haberleşmenin üçüncü katmanını oluşturur. Bu katmana IP katmanı denir.

IP tabanlı Mimarinin Faydaları Internet protokol takımı iletim katmanı protokollerini tek bir yapıda getirir. Bunun yanında farklı uygulamalar için kullanılabilecek standart protokol mimarilerine sahiptir. Direkt bir sonuç olarak TCP/IP destekleyen herhangi bir uygulama herhangi bir IP tabanlı ağ ile haberleşebilir. Bu standart mimarinin bir devrim gerçekleştirdiği kolaylıkla görülebilir. Sayıları her geçen gün daha da artan ses, görüntü, yazı uygulamaları IP tabanlı mimariyi kullanmaktadır. Bu uygulamalar ve uygulamalara ait protokollerin hepsi uygulama katmanını oluşturur. bu katman başarılı bir dijital haberleşme için gerekli olan yapının dördüncü ve son katını oluşturmaktadır. Bu katmana uygulama katmanı denir.