Geçmişten Günümüze Hücresel Haberleşme Sistemlerinin Gelişimi

İnsanoğlunun ilk kablosuz iletişim deneyimi Marconi tarafından 1897 yılında geliştirilen kablosuz telgraf ile başlamıştır.Son yüzyılda hızla gelişen elektronik ve yarı iletken teknolojileri, haberleşmede önemli teknik gelişmeleri de beraberinde getirmiştir. Kablolu iletim ile başlayan telgraf, telefon ve internet haberleşmeleri, gelişen teknolojik imkânlar ile birlikte bazı alanlarda yerini kablosuz haberleşmeye bırakmıştır. Bilhassa telefon görüşmelerinin kablosuz ve hareketli olarak gerçekleştirilmeye başlanması ile birlikte kullanıcılara önemli avantajlar sağlamasından dolayı hızla yayılmış ve ses kalitesi, bant genişliği, kapsama alanı gibi kalite parametrelerine olan talep artmıştır. Bu bağlamda 1G (First Generation) adı ile anılan birinci nesil hücresel teknolojiler, zaman içerisinde 2G, 3G, 4G ve 5G teknolojilerinin gelişmesine öncülük etmiştir.

1G (Birinci Nesil-1st Generation)

1G hücresel haberleşme sistemlerinin ilk örneklerinden biri Temmuz 1978’de ABD’nin Chicago eyaletinde testlere başlayan ve 1979 yılında 1300 kullanıcı sayısına ulaşan AMPS (Advanced Mobile Phone Service) sistemidir. Bir takım özellikleri, aşağıdaki gibi sıralanabilir:
İlk nesil kablosuz telefon teknolojisidir,
Analog veri akışı vardır,
Parazitlere dayanıklı değildir,
Veri şifrelenemez ve data taşınamaz.

2G( İkinci Nesil-2rd Generation)

Artan abone sayısı, servis ihtiyacı ve yüksek servis kalitesi gibi gereksinimler, 2G teknolojisinin ortaya çıkmasına ön ayak olmuştur. Bunların yanında güvenlik desteği de sağlayan 2G sistemler 90’lı yılların başında sadece ses iletimi için kullanılmaya başlanmış ve daha sonra kısa mesaj servisi (SMS) ve veri iletimi amacı ile de kullanılmıştır. Dahası 2G için temel standart olan GSM (Global System for Mobile Communications) ilk defa 1991 yılında, Finlandiya’da kullanıma sunulmuş ve dünya çapında en yaygın olarak kullanılan 2. nesil hücresel haberleşme sistemi olmuştur.Özelliklerine baktığımızda:
Sayısal veri akışı vardır,
Daha yüksek ses kalitesine ve kapasiteye sahiptir,
Daha uzun menzili vardır,
Ses şifreleme imkânı mevcuttur.
Ayrıca kullanıcı sayısının artmasıyla ve internetin yaygınlaşmasıyla beraber yetersiz kalmaya başlayan ikinci nesil teknolojinin sorunlarını çözmek için öncelikle HSCSD(High Speed Circuit Switched Data)standardı çıkartılmıştır. Bu sayede 9.6 Kbps olan veri taşıma kapasitesi 43.2’ye çıkartılmıştır.HSCSD veri iletilmediği zamanda bile kanalı meşgul ettiğinden dolay GPRS(General Packet Radio Service) kullanılmaya başlanmıştır. Daha
sonra da EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)
kullanılmıştır.

3G(Üçüncü  Nesil-3rd Generation)

Artan kullanıcı talebi doğrultusunda, 2G, GPRS ve EDGE gibi 2.5G sistemlerde istenilen yüksek haberleşme kapasitesini sağlayamamış ve daha gelişmiş veri iletim odaklı iletim mekanizmasına olan ihtiyaç doğrultusunda, üçüncü nesil yeni teknolojiler gündeme gelmeye başlamıştır.Temel özelliklerini incelersek:
Maksimum veri aktarım hızı en az 200 Kbps’tir,
Yüksek veri aktarım hızına sahip ve daha güvenlidir,
Teorik maksimum hız 14.4 Mbps olup daha yüksek maliyetlidir.
Kapsama alanı problemi dezavantajlarından birisidir.

 4G (Dördüncü Nesil-4th Generation)

4G teknolojileri iletişimde birçok yeniliği beraberinde getirmiştir. Kapasite ve hız konularında yaşanabilecek darboğazların önüne geçilmesi için, 4G teknolojileri sahip olduğu güçlü altyapısıyla elektronik haberleşme sektörünün gelişimine önemli katkılarda bulunmuştur. 4G tarafından sağlanması gereken hedeflerin genel çerçevesi, ITU tarafından IMT-Advanced olarak belirlenmiştir. ITU, IMT-Advanced olmaya aday olan teknolojilerin taşıması gereken özellikleri;

İleri seviyeli hizmet ve uygulamaları desteklemek için veri iletim hızını artırmak (Yüksek hareketlilik gerektiren uygulamalar için 100Mbps, düşük hareketlilik gerektiren uygulamalar için 1Gbps’lik veri iletişim hızları düşünülmektedir),

Yüksek seviyeli hizmet ve uygulamaların fiyat performans açısından kabul edilebilir düzeyde sunulması ile mobil uygulamaların herkes tarafından uygun fiyatlarla yaygın kullanılmasını sağlamak,

IMT ailesinde yer alan mobil şebekeler ile sabit şebekeler için tanımlanmış servislerle tam uyumlu olmak,

Telsiz erişim sistemleri ile birlikte çalışabilme kabiliyetine sahip olmak ve yüksek kaliteli mobil hizmetler sunmak,

Kullanıcı terminallerinin dünya çapında kullanıma uygun olmasını sağlamak,

Kullanımı kolay uygulamalar, hizmetler ve cihazlar sunmak,

Dünya genelinde dolaşım yapabilme yeteneğine sahip olmaktır.

 5G (Beşinci Nesil-5th Generation)

Günümüzde 5G sistemlerinden bahsedilmektedir ve 5G standartlarını belirlemek üzere ITU-R tarafından IMT- 2020 ve ilerisi (IMT-2020 and beyond) adı altında çalışma grubu kurulmuştur. Bu grup gelişen teknoloji, mevcut sistemlerin eksikleri, toplumun eğilim ve beklentileri, artan veri trafiği talepleri vb. doğrultusunda yapılan gözlemlere dayalı olarak 5G standartlarını belirlemek üzere çalışmalarına başlamıştır. IMT-2020 standart çalışmalarını 2020 yılına kadar bitirmeyi planlamaktadır. 5G teknolojilerinin kullanımı ve yayılması 2020 yılı ve sonrası olarak öngörülmektedir.

Kaynaklar:(1)https://www.researchgate.net/publication/309705578_GECMISTEN_GUNUMUZE_HUCRESEL_HABERLESME_TEKNOLOJILERININ_GELISIMI

(2)Blecher FH. Advanced mobile phone service.IEEE Transactions on Vehicular Technology, Cilt.29, 1980, s.238-244.

(3)Zaki Y. Future mobile communications: LTE optimization and mobile network virtualization. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2012,

(4)Huurdeman, AA. The worldwide history of telecommunications. John Wiley & Sonu, 2003.

(5) Datta P, Kaushal S. Exploration and comparison of different 4G technologies implementations: a survey. 2014 Recent Advances In Engineering and Computational Sciences (RAECS), IEEE, 2014, s.1-6

(6)http://www.academia.edu/5652018/Hücresel_haberleşme_sistem_yapıları