Endüstriyel uzaktan veri okuma uygulamalarında(IoT, M2M), GSM data servisi üzerinden iletişim, teknolojinin geldiği nokta itibarı ile güvenli ve kesintisiz seviyede hizmet alınması dolayısı ile kullanımı gittikçe yaygınlaşan bir alternatif olmuştur.
Otuz seneyi aşkın bir süreçte, GSM dijital data servis hizmeti, 2G, 3G, 4G(LTE) ve 5G şeklinde gelişmiştir(1G analog iletişimin ifadesidir).
Ülkemizde, Nisan 2026'da 5G hizmetinin devreye alınması, "Bu yeni teknolojiyi nerede tercih etmeliyim" sorusunu da beraberinde getirmektedir. Endüstriyel haberleşme sistem kurulumunda, bir rehber niteliğinde olmasını istediğimiz bu yazıda 5G ve LTE teknolojilerini saha gerçekleri ile analiz ederek teknik bir bakış açısı sunmak istedik.
Bunun için önce LTE hakkında bilgilendirme yapmak faydalı olacaktır. LTE temel frekans grupları şöyledir:
- FDD(Frekans bölmeli çift yönlülük) : 400-3600 MHz (değerler yuvarlanmıştır,NBIoT Dahildir)
- TDD(Zaman bölmeli çift yönlülük) : 700-6000 MHz (değerler yuvarlanmıştır)
5G data servisindeki frekans bant tanımlamaları ise arttırılmıştır:
- 1 GHz altı(low-band)
- 1-7 GHz(mid-band)
- 24 ve üstü GHz(High-band/mmWave)
Bu tanımlamaların detaylı frekans aralıkları şöyledir:
- FR1(410MHz-7125MHz)
- FR2(24250Mhz-52600MHz).
Belirtmemiz gereken husus, frekans yükselmesinin kullanıcı pratiğindeki etkisi, hız artışı ve mesafe azalmasıdır. Hız artışı, gecikme azalması ve birim zamanda yollanan/alınan data miktarı artışının sonucudur. Mesafe azalması da, dalga boyunun küçülmesi dolayısı ile yayılım kayıplarının ve engellerden etkilenmenin artması kaynaklıdır, bu da daha fazla sayıda istasyon kurulumu gerektirir.
Bu iki etkiyi LTE'den 5G'ye geçiş için değerlendirelim.
1. Uygulamada hız artışına ya da düşük gecikmeye ihtiyacımız var mı?
2. Saha kapsama koşullarımız açısından mesafe azalması bir dezavantaj oluşturur mu?
Mevcut durumda LTE frekans bantları kullanımı itibarı ile, kararlı bir sistem seviyesine gelinmiştir. Kullanım yaygınlığının da 2030 yılında zirve yapması öngörülmektedir(Bakınız : #1) .
Endüstriyel sistemlerin verileri, sensör, ölçüm değerleri gibi değerler olduğundan çok büyük değildir(kamera görüntüleri,vs gibi datalar hariç değerlendirilmiştir). Dolayısı ile tüm anlamlı veri bloğunun iletimi oldukça kısa zamanda olacaktır. LTE gecikme süreleri de, 10-20 ms olabildiği gibi, en kötü durumu değerlendirdiğimizde <100 ms seviyelerinde düşünülebilir. Bu süreler itibarı ile, birçok klasik telemetri ve uzaktan izleme uygulaması açısından, mevcut LTE performansı halen yeterli seviyede değerlendirilebilmektedir.
5G teknolojisinin sunduğu avantajlar(hız,düşük gecikme) ise aşağıdaki uygulamalarda öne çıkmaktadır.
- Gerçek zamanlı görüntü işleme
- Aktarılacak veri büyüklüğünün yüksek olduğu yerler
Hız artışı sonucu ortaya çıkabilecek isteklerden biri de gereken durumlarda sisteme uzaktan çabuk müdahale edilebilmesidir. Bu durum, sensör datalarının hızlıca okunması akabinde, uzaktan çok kısa gecikme süreleri ile erişim şeklinde tarif edilebilir.
GSM data servisinin 5G olması bu aşamada değerlendirilebilir ama 5G data servisi üzerinden karşılıklı veri alışverişinin, gecikme değerlerinin ms mertebelerine ve hatta altına inmesi sağlanmış olsa bile, hiç bir zaman(en azından şu anki mevcut teknolojik seviye itibarı ile) yerel olarak, çip seviyesinde donanımsal müdahalenin yerini alamayacağı aşikardır(yerel donanımlarda kullanılan entegreler itibarı ile gecikmeler nanosaniye mertebelerinde karşımıza çıkmaktadır). Dolayısı ile uzaktan düşük gecikmeli müdahalenin hem 5G hem de LTE seçiminde bir seçenek olması henüz olası görünmemektedir.
Hücresel data hizmetinin öncelikli kullanım alanı, başka iletişim alternatiflerinin bulunmadığı yerler(nüfusun az olduğu bölgeler,vs) olarak görülmektedir. Bu gibi sahalarda, GSM altyapılarının da diğer bölgelerdeki kadar fazla sayıda baz istasyonu içermediğini unutmamak gerekir. Böyle bir yapı içerisinde, baz istasyonu ile olan mesafe de önemli hale gelmektedir. Frekans artışında bahsettiğimiz menzil parametresi, bu ve benzeri uygulamalarda dikkate alınmalıdır.
LTE planlanmış ya da gerçeklenmiş bir sistemin 5G'ye yükseltilmesinde, artıların ve eksilerin değerlendirilmesi gerekir. Saha uygulamasının özel durumları, kullanım ihtiyaçları, yüksek data alış verişi gerekip gerekmediği, çok hızlı müdahale istenip istenmediği,baz istasyonlarına yakınlık,vs gibi hususlar dikkate alınarak bir çözüm geliştirilmesi daha uygun olacaktır.
Sonuç olarak, çoğu durumda olduğu gibi, LTE iyidir, 5G iyidir gibi net bir değerlendirme yapılamaz. En yeni teknoloji en uygun çözümdür anlamına gelmeyebilir. Uygulama ve kullanım alanlarına göre ikisinin de birbirine göre avantajlı ve dezavantajlı olduğu durumlar mevcuttur. Sistem kurulumu tasarlanırken, aşağıdaki parametrelerin bir arada değerlendirilerek bir seçim yapılması en sağlıklı yaklaşım olacaktır:
- Uygulama alanının konumu ve baz istasyonlarına olan mesafesi(kapsama yapısı)
- Aktarılacak veri büyüklüğü ve sıklığı(hız ihtiyacı)
- Yatırım ve işletme maliyetleri
(#1)https://www.gsmaintelligence.com/research/understanding-5g-perspectives-on-future-technological-advancements-in-mobile
