Nesnelerin interneti (IoT) ve 5G

Nesnelerin İnterneti, kısaca internete çoklu kablolu ya da kablosuz ağlar üzerinden bağlı olan çok yüksek sayıda, belki de milyarlarca makine, cihaz ve sensörün birbirleriyle olan koordinasyonunu tanımlar.

Nesnelerin İnterneti aslında bir kahve makinesi ile başladı. 1991 yılında, Cambridge Üniversitesi’nde 15 akademisyen, ofiste üst katlarda yer alan ortak bir kahve makinesini paylaşıyorlardı. Ofisleri alt katlarda olduğu için çok sayıda merdiveni çıkıp bir de üzerine kahve makinesini boş görmekten bıkıp usanan bu kafadarlar, problemi çözmek üzere hep birlikte beyin fırtınası yaptılar ve düzenli aralıklarla uzaktan makineyi görebilecekleri, o günün şartlarına göre oldukça yenilikçi sayılabilecek bir sistem geliştirdiler.

Sistem, dakikada üç defa makinenin fotoğrafını çekerek masalarda bulunan bilgisayarlara aktarıyordu. Böylece makinedeki kahve miktarı da görülüyordu. Bu çalışma, çevrim içi ve gerçek zamanlı olması itibarı ile “Nesnelerin İnterneti” kavramının ilk canlı örneği olarak tarihte yerini aldı. Yine 1999 yılında, İngiltere’de bir şirket için hazırlanan sunumda ilk defa kullanılan “Nesnelerin İnterneti” kavramı, günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte, ortaya çıktığı günkü halinden çok daha geniş bir kapsama erişti.

Nesnelerin İnterneti, kısaca internete çoklu kablolu ya da kablosuz ağlar üzerinden bağlı olan çok yüksek sayıda, belki de milyarlarca makine, cihaz ve sensörün birbirleriyle olan koordinasyonunu tanımlar. Günlük hayatta kullandığımız tablet/akıllı telefon gibi cihazlardan, akıllı bir elektrik/su sayacına ya da üzerinde anlık veri alıp göndermesine olanak sağlayan çok sayıda sensör bulunduran bir araçtan evinizdeki buzdolabına kadar pek çok nesnenin koordinasyon içerinde bağlı olduğu bir ağ olarak tanımlanabilir.

Bugün internete 20 milyar cihazın bağlı olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca 2003 yılında dünyada kişi başına düşen birbirleriyle bağlantılı cihaz oranı 0,08 iken bu oranın 2020 sonu tahmini ise 6,48’dir. Nesnelerin İnterneti’nin tüm dünyada oluşturduğu finansal hacmin önümüzdeki yıl 1 trilyon doları aşması beklenmektedir. Tüm bu veriler, Nesnelerin İnterneti’nin ne derece önemli ve gelir getiren bir pazar olduğunu göstermektedir.

Peki Nesnelerin İnterneti için 5G neden önemli?

5G’nin vaat ettiği temel yenilik, mobil şebekelerin sunduğu servis ve uygulamaların artan ihtiyaçlarını karşılamak ve haberleşme teknolojilerini hayatın her alanında yaygınlaştırarak “her nesneye” haberleşme yeteneğini kazandırmaktır. Bu amaç doğrultusunda oluşturulacak haberleşme ağı, 1-10 Gbps mertebelerinde çok yüksek hız beklentisinin yanında, bir kac milisaniye mertebesinde çok düşük bağlantı gecikmesi isterlerini de kapsamaktadır. Ayrıca, 100 milyardan fazla sayıda düşük hızda bağlantıyı ve akıllı sayaç gibi nesneler için çok uzun süreli batarya ömrünü de desteklemesi beklenmektedir.

Bu yenilikler, yaşamımızın tüm alanlarında iletişimi ulaşılabilir hale getirecektir; Endüstri 4.0 uygulamaları, enerji sektörü, yeni nesil sağlık sistemleri, akıllı ulaşım, akıllı tarım ve akıllı şehir sistemleri ve adını sayamayacağımız yüzlerce farklı alanda inovatif 5G kullanım örnekleri olacaktır. Bu çerçeveden baktığımızda 5G ve Nesnelerin İnterneti kavramlarını önümüzdeki yıllara damga vuracak “dijital ikizler” olarak tanımlayabiliriz.

Yüksek hız, düşük gecikme, güvenilirlik, yüksek veri kapasitesi gibi özellikler baz alındığında 4G’den çok daha üstün olan 5G teknolojisi, cihazların enerji-pil ömrü verimliliğini artırması ve buna ilave olarak derin ve geniş kapsaması sayesinde binaların bodrum katlarında ya da daha uzak yerlerde bulunan sayaç ve benzeri cihazlara erişimi mümkün kılmasıyla “Nesnelerin İnterneti” için kusursuz bir bağlanabilirlik oluşturacaktır.

5G’nin temel olarak 3 ana kullanım senaryosu mevcuttur; Nesnelerin İnterneti ile olan ilişki açısından bu senaryoları değerlendirecek olursak:

1. Gelişmiş Mobil Geniş Bant (Enhanced Mobile Broadband - eMBB): Gbps mertebesinde yüksek hızlara ihtiyaç duyar ve yüksek çözünürlüklü (HD) video izleme, güvenlik kameraları, bulut oyunları (cloud gaming), artırılmış gerçeklik/sanal gerçeklik (AR/VR) gibi kullanım alanlarını kapsar.

Örneğin; güvenlik kamera sistemlerinin 5G’nin getireceği teknolojilere ihtiyacı oldukça fazladır. Çünkü, günümüzde alışılagelmiş kamera sayısındaki artışa ilave olarak 4K ve giyilebilir kameraların da artmasıyla elde edilen verilerin buluta aktarılması için, kamera başına minimum 20 Mbps veri hızı gerekli olacaktır. Bu kapasite ihtiyacının yanında, 5G ile yapay zekâ destekli görüntü işleme metotlarının servis olarak sunulacağı platformlar da geliştirilecektir.

2. Ultra Güvenilir ve Düşük Gecikmeli İletişim (Ultra Reliable Low Latency - uRLLC): Çok düşük gecikme ve yüksek güvenilirlik gerektiren otonom araçlar, uzaktan endüstri otomasyonu, uzaktan ameliyat, görev kritik servisler gibi kullanım alanlarını kapsar. Bu senaryo özellikle devlet kurumların sıklıkla kullanacağı akıllı şehir uygulamalarında büyük öneme sahip olacaktır. Örneğin; akıllı şehir uygulamalarında trafik sıkışıklığının önlemesi ve kaza uyarısının verilmesi, yüksek hızlı ve düşük gecikmeli 5G ağına bağlı sensör ve cihazlarla efektif bir şekilde mümkün olacaktır.

3. Yoğun Makine Tipi İletişim (Massive Machine Type Communication - mMTC): Kilometre kare başına 1 milyona varan sensor/aygıt sayısını destekler, düşük miktarda data alışverişinin seyrek aralıklarla yapıldığı ve cihazlarda 10 yıl mertebelerine varan uzun batarya ömrü gerektiren akıllı sayaçlar, akıllı binalar, akıllı tarım gibi kullanım alanları bu senaryoya dahildir.

Özetle 5G, bahsetmiş olduğumuz üstün özellikleri itibarı ile mobil ve sabit nesnelerin interneti için diğer teknolojilerde mevcut olmayan pek çok faydayı beraberinde getirir. Çok yüksek sayıda ve çeşitte cihaza ve bunların farklı teknik gereksinimlerine servis vermesinin yanında, 5G ağı bu cihazlar tarafından üretilen çok yüksek hacimli veriyi güvenli bir şekilde işler. Bulut bilişimi, yapay zeka (AI) ve uç bilişim (edge computing) gibi 5G’nin yardımcı teknolojileri, bu verilerin daha etkin bir şekilde işlenmesine ve çıktı oluşturulmasına yardımcı olur.

Nesnelerin İnternetini kusursuz hale getirecek 5G teknolojisi ile birlikte, önümüzdeki bir kaç yıl içinde hayatımızın şu ankinden çok daha farklı olacağı ve heyecan verici yeni sürprizlerin bizleri beklediği şimdiden aşikar...

Kaynak: HAVELSAN Dergisi 6. sayı / Çözüm Mimarı Barış Soytürk

Yorum yapın