3G MOBİL TELEKOMÜNİKASYON SİSTEMLERİ

 

   3G YOLUNDA ATILAN ADIMLAR : 1G, 2G VE 2,5G 

 

Giriş bölümünde bahsedildiği üzere, 1G mobil teknolojileri dünyada 1970’li yılların sonlarında kullanılmaya başlanmış olup, analog hücresel mobil telekomünikasyon sistemlerini kapsamaktadır. Günümüzde hala kullanımda olan ve analog ses iletimi hizmetini sağlayan 1G sistemlere, kuzey Amerika’da kullanılmakta olan “Advanced Mobile Phone System (AMPS), “Total Access Communication System” (TACD) ve Avrupa’da kullanılmakta olan “Nordic Mobile Telephone” (NMT) sistemleri örnek olarak verilebilir. 1G’nin kullanılmaya başlanmasıyla birlikte mobil pazarı yıllık %30-50 değerinde büyüme hızı ile 1990 yılında 20 milyonluk bir kullanıcı sayısına ulaşmıştır [19] .

 

1G teknolojisinin, kullanıcıların zamanla artan ses kalitesi, kapasite ve kapsama alanı gibi ihtiyaçlarına cevap vermekte yetersiz kalması, yarı iletken ve mikrodalga teknolojilerindeki ilerlemelerle birlikte 2G sayısal teknolojiye doğru yol alınmasını zorunlu kılmıştır. 2G mobil telefonlar, 1991’in ortalarında piyasaya sürülmüş ve kullanımı büyük bir hızla yaygınlaşmıştır. Bugün kullandığımız “Global System for Mobile Communication” (GSM) [20] standartlarındaki cep telefonları, 2G sayısal teknolojiyi kullanan sistemlere bir örnek teşkil etmektedir. “Code Division Multiple Access” (CDMA) ve “Personal Digital Communication” (PDC), GSM dışındaki diğer 2G standartlarına örnek olarak gösterilebilir. Ancak GSM; GSM900, GSM-railway (GSM-R), GSM1800, GSM1900 ve GSM400 ile, en yaygın kullanılan 2G hücresel sayısal mobil telekomünikasyon standardını teşkil etmektedir. 1999 sonu itibariyle, GSM mobil telefon kullanıcısı sayısı, dünyada yaklaşık 140 ülkede 450 milyonun üzerindeki mobil telefon kullanıcısı içinde 250 milyonu geçmiştir [21] . 

 

GSM standartlarının belirlenme çalışmasının 1. safhası, Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü (ETSI) tarafından 1990 yılında tamamlanmıştır. GSM standartları bundan sonra da, değişen teknolojik ilerleme ve ihtiyaçlar  doğrultusunda 2. safha ve 2. safha+ olarak adlandırılan evrelerle, 1990’lı yılların ortalarında daha da geliştirilmiştir. Sözkonusu geliştirilmiş 2G teknolojileri, “High Speed Circuit Switched Data” (HSCSD), “General Packet Radio Service (GPRS) ve “Enhanced Data Rates in a GSM Environment” (EDGE) olarak adlandırılmaktadır. Anılan teknolojiler, 3G’ye doğru giden yolda son basamaklar olarak görülmekte ve topluca 2,5G teknolojisi olarak kabul edilmektedir.

 

Bilgi aktarım hızı yönünden bir karşılaştırma yapılacak olursa; GSM 1. safha ile 9.6 kbit/s, HSCSD ile 28.8 kbit/s, GPRS ile 171.2 kbit/s, EDGE ile 384 kbit/s ve 3G ile ise 2 Mbit/s hızlarında bilgi transferi yapılabileceği öngörülmektedir [22] .

 

   3G STANDARTLARI

 

3G mobil telekomünikasyon teknolojisine yönelik standartlar, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (“International Telecommunication Union”, ITU) tarafından geliştirilmekte olup, topluca IMT-2000 olarak adlandırılmaktadır. “IMT”, “Uluslararası Mobil Telekomünikasyon”u (“International Mobile Telecommunication”); “2000” ise hem bu alanda geliştirilmiş ilk deneme sistemleri için belirlenmiş tarihi, hem de bu standartlardaki sistemlerin çalışacağı öngörülen 2000 Mhz civarındaki frekans bölgesini temsil etmektedir.

 

IMT-2000 hizmetlerinin, evrensel hizmetler olması beklenmektedir. Sözkonusu evrensellik, karasal ve uydu telsiz arayüzleri konusundaki spesifikasyonların ayrıntılı bir biçimde belirlenmesi ve benimsenmesi ile sağlanabilecektir. Bu maksatla, ITU’nun IMT-2000 konusunda faaliyet gösteren komitesine, çok fazla sayıda standart önerilmiş, sözkonusu standartların benimsenmesi konusunda uyum sağlanabilmesi amacıyla uzun süren bir çalışma sürecinin neticesinde, 1999’un Kasım ayında, IMT-2000 telsiz arayüz standartları belirlenmiştir.

 

Benimsenen IMT-2000 telsiz arayüz standartları aşağıda verilmektedir [23] :

 

§                    “UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA)”

[Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sistemi (Universal Mobile Telecommunication System”, UMTS) Karasal Telsiz Erişimi (UTRA)]

§                    “Code Division Multiple Access (CDMA) 2000”

[Kod Bölmeli Çoklu Erişim 2000]

§                    “Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA)”

[Zaman Bölmeli-Senkron Kod Bölmeli Çoklu Erişim (TD-SCDMA)]

§                    “Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT)”

[Sayısal Gelişmiş Kablosuz Telekomünikasyon (DECT)]

 

3G lisanslarının verilmesinde, yukarıdaki standartların herhangi birinin kullanımına onay verilmesi mümkün olmakla birlikte, Avrupa Birliği’ne üye ülkeler arasında uluslararası roaming konusunda herhangi bir problem çıkmamasını temin etmek için, bu ülkeler tarafından UTRA standartlarında çalışacak en az bir şebekeye lisans verilmesinin zorunlu olduğu kabul edilmektedir.

       

   3G SPEKTRUMU

 

3G mobil telekomünikasyon sistemleri için spektrum, ilk olarak 1992 yılında gerçekleştirilen Dünya Yönetimsel Telsiz Konferansı (“World Administrative Radio Conference”, WARC) tarafından belirlenmiştir. Buna göre, 3G mobil telekomünikasyon için 1885-2025 MHz ile 2110-2200 MHz frekans bantlarının ayrılmasına karar verilmiştir.

 

Sözkonusu kararların alınmasını takiben, 3G teknolojisine yönelik gelişmelerin hız kazanmasıyla, 3G hizmetlerinin daha fazla spektrumu gerektirdiği değerlendirilmiştir. Bu çerçevede, 2000 yılında yapılan Dünya Telsiz Konferansı (“World Radio Conference”, WRC) ile, 3G uygulamaları için üç ilave frekans bandının daha tahsis edilmesi uygun görülmüştür. Bu bantlar, 806-960 MHz, 1710-1885 MHz ve 2500-2690 MHz olarak belirlenmiştir [24] .

 

WRC-2000’de, sözkonusu bantların halihazırda yoğun olarak kullanılmakta olduğu A.B.D.’nin önerileri de dikkate alınarak, tespit edilen spektrumun 3G haricindeki diğer uygulamalar için de kullanılabilmesinin önü açılmıştır. [25] Böylelikle her ülkenin, anılan frekans spektrumunu, kendi ihtiyaçlarına göre en uygun olan tarihte kullanılır kılabileceği ve sözkonusu bantları diğer hizmetlerle en uygun şekilde paylaştırarak birlikte kullanılmasını sağlayabileceği kararlaştırılmıştır.

 

Avrupa’da 3G hizmetleri için spektrum, ERC/DEC/(97)07 no.lu CEPT kararı ile belirlenmiştir. ERC/DEC/(99)25 Kararı’nda da, kanal aralıkları, minimum taşıyıcı aralıkları ve spektrumun lisanslı ve lisanssız UMTS hizmetleri arasındaki paylaşımları konu edilmektedir.

 

UMTS Forum tarafından yapılan tahminlere göre, 2005 yılı itibariyle, 155 MHz’lik bir bandın bütün olarak 3G uygulamaları için tahsis edilmesi gerekmektedir. Sözkonusu Forum’ca yapılan pazar araştırmalarına göre de, 2010 yılı itibariyle 3G hizmetlerinin verilebilmesi için fazladan bir 185 MHz’lik frekans bandı daha gerekeceği tahmin edilmektedir [26] .

 

Forum, aynı zamanda hükümetlere, UMTS hizmetlerinin 2002 yılı itibariyle rekabet ortamı içerisinde sunulmaya başlanmasını teminen, en az 2x40 MHz’lik bir spektrumun en kısa zamanda tahsis edilmesi gerekliliği üzerinde durmaktadır. Bu gereklilik, Forum tarafından her bir işletmecinin öncelikle bir 2x20 MHz’lik banda gereksinim duyacağı tahminine dayandırılmaktadır [27] .

 

   3G - 2G İLİŞKİSİ

 

2G, 2,5G ve 3G, analog 1G teknolojisinden tamamen farklı teknolojileri içermektedir. Ancak, 3G altyapılarının 2G altyapıları ile benzer yanları bulunacağı ve belirli bir geçiş dönemi boyunca 2G ve 3G ile benzer hizmetlerin sunulabileceği öngörülmektedir. Esasen, 3G şebekelerinin geliştirilmesinde 2,5G GSM GPRS standartları dayanak teşkil etmekte olup, bu da GSM işletmecilerinin GPRS teknolojisinin veya 3G arayüzlerinin kullanılması yoluyla 3G hizmetlerini verebilmelerini temin edecektir.

 

Kullanılmaya başlandıkları ilk bir kaç yıl, 3G şebekelerinin kapsama alanının GSM şebekelerinin kapsama alanına göre küçük olacağı öngörülmektedir. Bu nedenle, 3G hizmetlerinde bir aksamaya meydan verilmemesi bakımından, standart belirleme çalışmalarında 3G şebekelerinin 2G altyapısını da mümkün olduğu ölçüde kullanılabilir kılınması, bir başka deyişle 2G ve 3G altyapılarının entegrasyonunun sağlanması hususları da göz önünde bulundurulmaktadır [28] .

 

Tahminlere göre, önümüzdeki yıllarda mobil abonelerin ikili modda (“dual-mode”) çalışan terminal cihazları olacak ve böylelikle hem 3G kapsama alanı içerisinde bütün 3G hizmetlerine erişilebilecek, hem de 3G kapsama alanının dışındaki bölgelerde aynı hizmetlere GSM şebekeleri ile sunulan hızlarda erişim sağlanabilecektir [29] .