Altıncı Nesil İletişim Ağlarının Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?
Yeni Teknolojiler Söz konusu olduğunda, Özellikle Telekomünikasyon alanında, Bilinçsizce Akla Gelen İlk Soru Bu Teknolojilerin Bize Sağladığı Avantaj ve Dezavantajlardır.
Bu yazıda, böylesine sağlam bir ağın uygulanmasına izin veren artıları ve eksileri ve altta yatan teknolojileri kısaca incelemeyi amaçlıyoruz.
6G kablosuz ağ nedir?
6G, altıncı nesil kablosuz teknolojileri ifade eder. 5G’nin kazanımlarını tamamlamak için bu teknolojiye ilişkin araştırma ve geliştirme süreci 2019 yılında başladı. Daha doğrusu 6G ağları ile ilgili araştırma süreci, 5G ağının Nisan 2019’da yaygın ve ticari olarak piyasaya sürülmesiyle aynı zamanda başladı. Altıncı nesil ağlar, işletmelerin ihtiyaçlarına cevap verebilmek için teknoloji dünyasına girdi. 6G teknolojisinin odaklandığı ana eksenler arasında şunlar belirtilmelidir:
- Akıllı bağlantı (altyapı ekipmanı, böyle bir başarıya ulaşmak için yapay zeka ve makine öğrenimini kullanır.)
- derin bağlantı
- Holografik bağlantı (6G’nin temel hedeflerinden biri, artırılmış ve sanal gerçekliğe dayalı gereksinimlere yanıt vermek için mümkün olan en yüksek hızda daha kapsamlı kapsama alanı sağlamaktır.)
- Her yerde bağlantı; Bu, uzayda, havada, karada ve denizde kullanıcıların ağa bağlanmada herhangi bir sorun yaşamadıkları anlamına gelir.
Şekil 1, 6G ağının ulaşmaya çalıştığı dört ana hedefi göstermektedir.
En yüksek hızı ve en düşük gecikmeyi sağlaması beklenen altıncı nesil ağlarla ilgili olarak, hedefler ev kullanıcılarının ve hatta ticari işletmelerin ötesine geçiyor. Altıncı nesil, akıllı şehirlerin ütopyasını gerçekleştirmeye çalışıyor, tüm ekipmanlar olmasa da, bunların geniş bir yelpazesi, ağ ve birbirleriyle iletişim kurmak için akıllı sensörlerle donatılacak. Daha doğrusu bu ağlar üzerinden istihbarata dayalı olarak bize en üst düzeyde bağlantı sağlanacaktır. Şekil 2 bunu göstermektedir.
Katar Dünya Kupası ve Japonya Olimpiyatlarına geri dönelim. Teknoloji dünyasında faaliyet gösteren firmaların maçları daha iyi kapsamak için 8K kamera, drone, sanal gerçeklik, 5G ağları gibi teknolojileri kısıtlı bir şekilde kullandıklarını görüyoruz. Tüm bu teknolojiler, bilgi göndermek ve almak için beşinci nesil iletişim ağlarını kullandı; bazı durumlarda söz konusu teknolojileri sınırlı bir şekilde kullandılar.
Daha doğrusu amaç, sorunları hızlı bir şekilde tespit etmek için teknolojileri kontrollü bir ortamda test etmekti.
Şekil 2, yüksek hızlı bağlantılar ve en düşük gecikme oranı ile şehrin tüm bölgelerini kapsayabilen 6G ağının mimarisini göstermektedir.
Gösterildiği gibi 6G iletişimleri, uydular, Uzak Radyo Başlıkları, Görünür Işık İletişimleri, Baz İstasyonları ve 6G ağ ekipmanı aracılığıyla her yerde bulunur. Mobil cihazlara vb. yüklenir.
Resmin sol tarafında, önde gelen ağa bağlıyken akıllı park etme ve kendi kendine giden arabaların ihtiyaç duyduğu verileri görünür ışık iletişimiyle sağlayan uzak radyo istasyonlarının konuşlandırıldığı ofis binasını görebilirsiniz. Resmin sol alt tarafında güvenlik kameraları, aydınlatma sistemleri, kapı kilitleri, üretim birimlerindeki cihazlar gibi tüm ekipmanların yenilikçi teknolojilerle yönetildiği ve ağa bağlandığı bir fabrika görebilirsiniz. Bu nedenle uzak radyo istasyonları, veri merkezlerine veri gönderme ve alma eğilimindedir.
Ardından, arabaların geçtiği yerlerde kendi kendine giden ulaşım sistemini görebilir ve akıllı trafik kontrol sistemleri faaliyetleri izler. Sırada, dronların iç ve dış ortamın doğru bir şekilde izlenmesini sağladığı ve şüpheli vakaları hızlı bir şekilde belirlemek için akıllı sistemlere gerçek zamanlı olarak bilgi gönderdiği spor stadyumu var.
Daha kesin olmak gerekirse, gelecekte uzaktan izleme sistemleri bu büyük izleyici kitlesi arasında suç geçmişi olan kişileri tespit edebilecek ve ilgili raporları yetkililere gönderebilecek. Resmin merkezinde, şehir yönetimi için gerekli tüm kritik altyapıların yerleştirildiği sanal bir bulut ağı var.
Bu yenilikçi genel bulut tabanlı ağ, tümü özel bir bulut ağı olarak bağlanan ve şehirdeki farklı sistemlere hizmet veren izleme merkezleri, yapay zeka sistemleri, yazılım tabanlı ağlar, Mobil Anahtarlama Merkezleri, Uzak Radyo Başlıkları ve Optik Temel Bant Birimleri ile donatılmıştır. Bu ağ, fiber optik internet ile taramalıdır.
6G şebekesi, şehir sistemlerinin bir an bile internetsiz kalmasına engel oluyor. Resmin sağ üst tarafında, şehirdeki diğer binalar gibi 6G ve fiber optik ağlarla donatılan ve kullanıcılara en yüksek ağ erişim oranlarını sağlayan bir üniversite kampüsü yer alıyor.
Altıncı nesil ağların avantajları nelerdir?
Altıncı nesil ağların avantajları ve dezavantajları arasında şunlardan bahsetmek gerekir:
Bu ağlar, daha fazla alanı kapsayabilmeleri için beşinci nesil iletişim ağlarının kapasitesinden daha fazla mobil bağlantı sayısını destekleyecek şekilde tasarlanmıştır.
Altıncı nesil iletişim ağları sağlık sektöründe devrim yaratacak; zaman ve mekan zorluklarının üstesinden gelmek, uzaktan ameliyat gerçekleştirme ve sağlık personelinin performansını optimize etme olasılığını sağlayacaktır.
Günümüzde uzaktan cerrahi sınırlı bir şekilde ve özel durumlarda yapılmaktadır. Yine de 6G’nin yaygınlaşmasıyla birlikte bu işlem tıp dünyasında daha yaygın olarak kullanılacaktır.
İstatistikler, çoğu mobil trafiğin ev kullanıcılarına ayrıldığını gösteriyor. Aynı zamanda teknoloji dünyasına giren hücresel ağlar da bu konuyu hiçbir zaman detaylı bir şekilde incelememiştir. 6G, kullanıcıların Wi-Fi 7 gibi teknolojilerle etkileşime girerken 6G ağlarının faydalarını en iyi şekilde kullanabilmeleri için femtocell’ler veya Dağıtılmış Anten Sistemleri kullanarak bu sorunların üstesinden gelecektir.
Altıncı nesil iletişim ağları, birçok avantajı olan terahertz frekanslarını kullanır. Terahertz dalgaları havadaki nemi kolaylıkla emerek kısa menzilli, yüksek hızlı kablosuz iletişim için kullanışlı hale getirir.
Terahertz, daha güvenli iletişim sağlayan daha iyi yönlendirme sunar.
Daha doğrusu, bilgisayar korsanlarının bu ağlara girmesini zorlaştıran güçlü bir anti-karışma yeteneği sağlar. 108’den 1013 GHz’e kadar onlarca GHz’in üzerindeki kablosuz bant genişlikleri, saniyede daha yüksek terabit iletişim hızları sağlayabilir.
Uzay iletişiminde, uydular arasında bilgi iletmek için terahertz dalgaları kullanılır. Sinyal zayıflamasının ve kaybının üstesinden gelmek için MIMO paylaşım teknolojisinin hüzme oluşturma ve verimli kullanımı, kentsel ölçekte daha iyi kapsama gereksinimlerinin karşılanmasını sağlayacaktır. Terahertz dalga foton enerjisinin yetersiz olduğuna dikkat edilmelidir (yaklaşık 10-3eV, bu da daha yüksek bir enerji verimliliği sağlar). Terahertz dalgaları malzemelerin içinden daha iyi geçebilir, bu nedenle özel iletişim cihazlarıyla kullanılması mümkündür.
6G ağları, yüksek hızlı veri iletişiminde LED’lerin doğal avantajlarından yararlanmak için görünür ışık kullanır. VLC elektromanyetik radyasyon üretmez, bu nedenle harici elektromanyetik radyasyondan kaynaklanan parazitlere duyarlı değildir. Ayrıca VLC, ağ güvenliğini önemli ölçüde artırır.
Altıncı nesil iletişim ağları, veri aktarım hızını çok yüksek (Tb/sn) ve gecikmeyi çok düşük (msn altı) yapar. Bu nedenle, çoğu endüstriyel uygulama ve hizmet 6G kablosuz ağları kullanabilir.
Altıncı nesil iletişim ağları, PHY ve MAC katmanları gibi ek bileşenleri sanallaştırır. Şu anda, PHY/MAC katmanlarını uygulamak için özel donanıma ihtiyaç vardır. Sanallaştırma, ağ ekipmanı satın alma maliyetini azaltır. Bu, 6G’nin çok yoğun dağıtımını ekonomik olarak mümkün kılar.
Altıncı nesil ağların dezavantajları nelerdir ve hangi zorluklarla karşılaşırlar?
Altıncı nesil ağların parlak avantajları olsa da, en önemlileri aşağıdakiler olan zorlukları ve dezavantajları vardır:
Bu teknoloji araştırma ve geliştirme aşamasında olduğu için çevreye verdiği zararı tam olarak değerlendiremiyoruz. Ağ ve ekipman somut olarak test edilip kurulana kadar, dalgaların organizmalar üzerindeki etkisini doğru bir şekilde ölçmek imkansızdır.
6. nesil iletişim ağları, hücre mimarisini ve çoklu bağlantıları kullanır. Bu nedenle, bu ağın iletişim kanallarının farklı bağlantı türleri (Hertz, milimetre dalgaları, görünür ışık iletişimi ve 6 GHz altı dalgalar) ile entegre mobilitesini ve entegrasyonunu sağlamak için çok zaman gerekir. Hücre mimarisinde, kullanıcı ekipmanı bir hücreye değil, dağıtım erişim ağına bağlıdır. Bu nedenle bu iletişimi kurabilmek için yeni bir mimariye ihtiyaç duyulmaktadır.
6. nesil iletişim ağları, iletişimlerinin bir kısmı için terahertz frekanslarını kullanır. Dolayısıyla terahertz’in dezavantajları, 6. nesil kablosuz teknolojinin dezavantajları olarak kabul edilebilir. Terahertz frekansı, 30 ila 3000 mikrometre dalga boyu ile 0,1 ila 10 terahertz arasında değişir. Terahertz dalgaları, özellikle uydu iletişimi kurulurken, uzay iletişiminde yaygın olarak kullanılabilir.
Ancak dezavantajları da var.
Terahertz frekans aralığında dalgalar o kadar artar ki yarı iletkenler onları zor kontrol eder. Öte yandan, bu frekans aralığındaki fotonların enerjisi o kadar düşüktür ki, enerji aralığı bu fotonların noktasına eşit olan bir yarı iletken bulmak zordur.
Ek olarak, terahertz sinyali gölgelere karşı hassastır (burada bulut, dalganın yayılmasını etkileyen engelleri ifade eder) ve kapsadığı alanı etkiler. Ek olarak, daha düşük terahertz frekansı bir solma sorunu yaratır. Sönümleme, belirli bir ortamdan geçerken modüle edilmiş bir telekomünikasyon sinyalinin zayıflamasındaki değişiklikleri ifade eder. Fading zaman, mekan veya frekansa göre değişebilir ve stokastik bir süreç olarak modellenir. Bu nedenle, 6G kanallarında solma yaşanabilir. Kablosuz iletişimde, sönümleme, özellikle gölge etkisinden (dalga yayılmasını etkileyen engeller) dolayı çok yollu yayılmayı etkileyebilir.
Ultra büyük ölçekli antenler tasarlamak, yüksek bant genişliği ve yüksek çözünürlük gerektiren terahertz frekans spektrumunda önemli bir zorluktur. İşleme yeteneği, bu antenleri düşük tüketimli ve düşük maliyetli bir şekilde tasarlamanın ana zorluğudur.
6. nesil iletişim ağları, iletişimlerinin bir kısmı için görünür ışık frekanslarını kullanır.
Dolayısıyla VLC’nin dezavantajları, 6. nesil kablosuz teknolojinin dezavantajları olarak kabul edilebilir. Görünür ışık, 390 ila 700 nm dalga boyunu kullanır.
Birçok terminali ve ağ ekipmanını daha verimli ve en düşük enerji tüketimiyle yönetmek için yeni bir sisteme ihtiyacımız var. Bunu gerçekleştirmek için ağ ekipmanı devreleri, havaalanları ve iletişim protokolü yığın tasarımı gözden geçirilmelidir.
Ayrıca, IoT sensörleri ve akıllı telefonlar gibi elektronik ekipmanlarda, cihaz ağa bağlandığında pilin hızlı bitmemesi için düşük güçlü yongalara ihtiyaç vardır. Bu nedenle bazı uzmanlar, pillerin tüketici ekipmanlarında kullanım sürecinde değişiklikler olabileceğini tahmin ediyor.
