YENİ ŞEBEKELER VE 6G

Ekonomilerde artık, hizmet tabanlı iş modellerine, sayısal-platform ekonomilerine ve eko-sistemlere geçiş olmaktadır. Kablosuz iletişim dünyası uzun zamandan beri bağlanılırlık tabanlıdır, şimdi bireyler de dahil olmak üzere daha da çok nesneleri birbirine bağlamakla ilgilenmektedir. Yeniliklerin ve iş dünyasının teknolojik itici güçleri yapay zeka ve artan verimlilik arayışı gibi şeylerken, oysa sürdürülebilir hedefler ve toplumsal zorluklar; eğitim, sağlık ve refah, gizlilik, yaşlanma, kentleşme ve iklim eylemleri gibi küresel temalardan kaynaklanmaktadır.

5G sonrası 6G ve onun neredeyse anında kablosuz bağlantı sağlama kabiliyeti, bilişimin gelişmesinde temel rol oynayacaktır. Artık merkezi akıllılıktan, örnek olarak dünyanın dört bir yanındaki şehirlerde bulunan devasa sunucu çiftliklerinden (veri merkezleri) yerel sınır buluta bir kayma olacaktır. Şimdi “Bulut Bilişimin” ötesini düşünme zamanıdır. Büyük, uzak veri merkezleri sanal gerçekliği (VR) ve otonom araçları destekleyemez ama “sınır bilişim” bu desteği sağlayabilir.

Bulut bilişimin dev veri merkezleri çağı, gecikmeye çok duyarlı hizmetlerin kullanıma başlamasıyla birlikte yavaş yavaş sona erecektir. Örneğin, sürücüsüz araçların çok hızlı bir şekilde tepki vermesi gerekir bu nedenle çok hızlı cevaplara ihtiyaçları vardır. Yol ve hava koşullarının güncellenmesindeki küçük gecikmeler bile daha uzun seyahat süreleri veya tehlikeli hatalar anlamına gelebilir. Ancak yakın geleceğin akıllı araçları, değişik verileri işlemek için büyük hesaplama gücüne sahip değildir. Bu gücün mantıksal kaynağı, yüz binlerce işlemcinin çözüm üretebileceği devasa sunucu çiftliklerinde yatmaktadır. Ancak eğer araç 100 msn beklemek zorunda kalırsa ki bu süre yaklaşık olarak bilginin uzak veri merkezine gidiş-dönüş seyahat süresi kadardır, o zaman bu sunucu çiftlikleri bir işe yaramaz. Sonuçta araçlar daha hızlıdır.

Teknolojinin sınırındaki bu sorun, birçok teknoloji uzmanının niçin bugünün bulut mantığını tersine çeviren yeni bir “sınır bilişim” şebekesine ihtiyacımız olduğunu öngörmesine neden olmuştur. Günümüzde 250 Milyar $’a yaklaşan bulut bilişim endüstrisi, Amazon, Microsoft ve Google gibi devler tarafından işletilen çok büyük veri merkezleri aracılığıyla her şeyi yönlendirmektedir. Bu milyarlarca kullanıcıya medya akışının yanı sıra web aramasını ve sosyal ağları büyütmek için akıllı bir modeldi. Ancak bu tür veri merkezleri, günümüzde otonom araçlar ya da mobil “sanal ve arttırılmış gerçeklik” (VR-AR) benzeri uygulamalar için gerekli olan gecikmeleri tolere edebilecek kadar akıllı değiller artık.

Çözüm, gecikmeyi tolere edemeyen müşteri cihazlarına sonuçlarını hızlandırmak için işleme gücünü yaygın bir şekilde dağıtacak olan daha küçük sunucular (sınır şebekelerine) yerleştirilmiş yapılarda yatmaktadır.

Bu küçük veri merkezleri, Amazon ve Google tarafından işletilen, on binlerce sunucu içerebilen, çok büyük fiziksel yerleşim alanları ve enerji tüketimleri nedeniyle büyük şehirlerin dışında banliyölerde, küçük kasabalarda veya kırsal alanlarda kurulmuş, genişleyen tesisler gibi bir şey değildir. Bu merkezler bir kaç sunucu rafından oluşan bir yapıda, büyük şehirlerdeki müşterilerine ortalama 10-15 msn ya da çok daha düşük gecikmelerle ile ham bilgi işleme gücüyle hizmet sağlayacaktır. Bu aralıktaki gecikme süresi, örneğin sanal gerçeklik ve artırılmış gerçeklik deneyimlerini akıllı telefonlara aktarma beklentisine sahip şirketler ve geliştiriciler için “olması gereken” değerlerdir.

Bulut bilişimin geleceği sınır bilişime doğru gitmektedir. Sınır bilişim, şebeke çevresinde bilişim ve veri depolamayı kullanımlara daha yakın hale getirir. Avrupa Sınır Bilişim Konsorsiyumu’na göre, sınır bilişim örneği belirli hizmetleri cihazlara yakın bir şekilde yürütmek ve böylece merkezi bulut bilişim çözümlerini desteklemek yaklaşımını içerir.

Veri merkezlerini yerinde ya da bulut içinde kullanmak suretiyle bir çok IT sorunu çözülmüştür. Kaynakları veri merkezinde toplamak akıllıca bir harekettir. Veri merkezi optimizasyon sağlar, sanallaştırma sayesinde tüm donanımın enerji tüketimini azaltır ve altyapı dayanıklılığını arttırır. Buluta doğru gidiş, bununla birlikte düzenleme, yeni kullanımlar ve güvenliğin beraberinde getirdiği bir takım zorlukları ortaya çıkarmıştır. Bunlar işletmeciyi bazı veri ve iş yüklerini kullanımlara ve kullanıcılara geri taşımaya zorlamıştır.

Örneğin yurtdışında bir süper markettesiniz, ve o ülkeye ait bir gıda maddesinin içerik bilgisini okumak istiyorsunuz. 6G ile birlikte artırılmış gerçeklik gibi şeyler, görüntü analizinin gerçek zamanlı olarak yapılmasını, tepkiyi gözlüklerinizde veya bir çeşit mercekte gerçekmiş gibi hissetmenizi sağlayacak. Siz gıda ürününe ve başka şeylere bakarken ürünün üzerinde bir tercüme görüntüsü oluşacak, veya bir Japon lokantasında suşi lokmasına bakarken, 6G algılaması size balığın kalitesini söyleyecek. Veri artık merkezi analizlere gönderilmeyecek, geri bildirim kullanıcıyı izleyen sınır bulutta gerçekleştirilecektir. Verilerin oluşturulma, işlenme ve tüketilme şekli değiştikçe, veri sahipliği, iş modelleri ve politikası gibi şeyler de değişecektir.

6G ile birlikte sahip olmaktan erişime geçeceğiz. Hiç bir mobil operatör gelecekte kaynakların tümüne sahip olmayacak. Daha fazla sayıda yerel şebekeler geçici olarak kurulacak ve onlar sanal kaynaklar olacaktır. Bir bakıma bu etkinlikler pazarda veri toplayıcılığı ve aracılığı işi anlamına gelmektedir.

Daha önceki yazılarımda da bahsi geçen Finlandiya Oulu Üniversitesinden ve 6G Flagship Programı Müdürü Profesör Ari Pouttu şöyle demeç vermiştir; “6G projesi kapsamında biz dört anahtar ve temel araştırma alanlarına odaklandık: kablosuz bağlanılırlık; dağıtık bilişim; hizmetler ve uygulamalar; ve daha önemlisi cihazlar ve devreler”.

Pouttu’ya göre, bu temel teknolojik araştırma eğilimleri ve ana noktaları detaylandırırken, öncelikle 5G çekirdek şebekelere özgü olan sıkıntılı radyo erişimin geliştirilmesi gerekli. Pouttu endüstrinin, havadan iletişim sağlamanın (kablosuz bağlanılırlık) tamamen yeni yollarını düşünmeye başlaması gerektiğini öne sürmekte ve iletilecek verinin yeni dalga formlarına gereksinim duyduğunu ve OFDM’in artık yeterli olmadığını belirtmektedir.

Dağıtık bilişim ise, işlem gücünü şebekenin kenarına taşımak, yeni makine öğrenme yeteneklerini mümkün kılmak ve aynı zamanda şebekeye yapay zeka özelliğini kazandırmak anlamında kullanılmaktadır.

Yeni uygulamalar ve hizmetler için Pouttu, çok sensörlü AR/VR/MR (MR: karma gerçeklik) uygulamalarını, bağlantılı robot teknolojisini, ve otonom sistemlerini, kablosuz-beyin bilgisayar etkileşimleri (BCI) ve blok zinciri (blockchain) teknolojilerini sıralamaktadır.

Cihazlar ve devreler için, gelecekte çoklu sensör ve BCI uygulamalarının esas olarak akıllı giyilebilir cihazlara, entegre el cihazlarına ve belki de vücut implantlarına yerleştirileceği ve bu tür gelişmelerin bildiğimiz gibi modası geçmiş olan akıllı telefonların muhtemelen yerine geçeceği düşünülmektedir. Sonuç olarak akıllı telefonlarımız işaretle kontrol edebileceğimiz gözlük benzeri cihazlarla değiştirilecek gibi duruyor.

Bazı diğer araştırmacılar ise ayrıca 6G yeteneklerinin cihazlardan ziyade yüzeylere bağlantıyı içereceğini ve çok çeşitli sensör uygulamalarını destekleyeceğini öne sürmekteler.

6G Genesis ekibi ayrıca, kullanım durumlarına ve uygulamalara dayalı olarak veri-hızı gecikmesi/güvenilirlik dengesinin dinamik yönetimini önemli ve ciddi bir sorun olarak değerlendirmektedir.

Pouttu, önerilen zaman dilimlerinde 6G'yi gerçeğe dönüştürmek için en büyük zorluklardan birinin yarı iletken teknolojilerindeki ilerlemelere bağlı olacağını kabul etmekte, ve şöyle demektedir; “ burada yeni bir düşenceye ihtiyacımız var, elektronik devreler günümüzün standart “Bütünleyici Metal Oksit Yarı İletken (CMOS)” silikon bazlı baskılı devrelerinden önemli ölçüde farklı olacaktır. Yeni malzemeler gerekebilir - belki grafen, İndiyum Fosfit, Silisyum-Germenyum veya hatta plastik gibi.

Gerçekte dünya çapında değişik gruplar potansiyel çözümler üzerinde çalışıyorlar. Örneğin, ABD’de Kaliforniya Üniversitesinde bir grup 2019 yılının Temmuz ayında 100 GHz'in üzerindeki frekanslarda sinyal gönderebilen ve mevcut cihazlardan daha düşük tüketimle çalışan bir kablosuz alıcı-verici çipinin (sadece 4.4 milimetre kare büyüklüğünde) sunumunu yaptılar. Benzer cihazlar Alman Wuppertal Üniversitesi tarafından da tanımlanmıştır.

Daha geniş anlamda ise 6G konusunda gerçekleştirilen bazı diğer girişimler de, (örneğin Çin Mobil Araştırma Enstitüsü’nün de dahil olduğu) bulunmaktadır. Ve halen ITU “5G’nin ötesinde” ihtiyaç duyulacak omurga teknolojileri konusuyla ilgili “Şebekeler 2030” adında bir odak grubu oluşturmuştur.

ABD'de Yarı İletken Araştırma Şirketi (Semiconductor Research Corporation), kitlesel uzaysal çoklamalı hub’ları kullanarak teknolojiler geliştirmek isteyen bir grup üniversite ve araştırma enstitülerinden oluşan 'Yakınsak Terahertz İletişim ve Algılama Merkezi'ni (ConSenTer) kurmuştur.

Ve elbette, en büyük altyapı donanımı oyuncuları olan Samsung ve Huawei de, hem Ottawa, Kanada'da hem de kendi ülkelerinde kurmuş oldukları laboratuvarlarla bu oyuna katıldılar. Diğer yanda Oulu Üniversitesi, 5G şebeke seçenekleri de dahil olmak üzere 6G teknolojileri konusunda Güney Kore’nin lider araştırma enstitüsü olan ETRI (Elektronik ve Telekomünikasyon Araştırma Enstitüsü) ile bir anlaşma imzalamıştır.

Aynı şeyler firmalar tarafından da yapılmaktadır. 2019 yılının başında Güney Kore Telekom, 5G ötesi ve yeni 6G geliştirmeleri üzerine Samsung, Ericsson ve Nokia ile değişik anlaşmalar imzalamıştır.

Geçen yılın Kasım ayında Japon’yanın en büyük ve en tanınmış telekom şirketi olan NTT, Microsoft dahil 65 potansiyel ortakla 6G şebeke teknolojisi için yeni bir uluslararası ittifakı hızla genişleteceğini duyurdu.

Şirketler arasındaki bu çalışmaların kesin olarak neleri kapsadığının ayrıntıları tam olarak belli olmasa da, ana amacın “5G'nin ötesinde” teknik gereklilikler ve iş modelleri hazırlamak” olduğu anlaşılmaktadır. Şüphesiz tüm bu araştırma ve çalışmaların 6G için önümüzdeki yıllarda yapılacak olan standardizasyon çabalarına büyük yararları olacaktır.

Ericsson'nun araştırma başkanı Magnus Frodigh'e göre, 5G sürecinin alışılmadık şekilde uzun bir ömre sahip olması muhtemeldir, belki de her nesil için geleneksel on yıldan daha uzun olacak şekilde. Magnus; “açık olan şu ki, yeni doğmakta olan 5G çağında çok daha sağlam, daha iyi gecikme süresine ve gelişmiş güvenliğe sahip bir mimariye ihtiyacımız var” demiş ve makine öğrenimi ve yapay zekanın böyle bir şebekenin merkezinde olması gerektiğini ve bunun da insanlar kadar makineler arasındaki iletişim ile uyumlu olması gerektiğini de sözlerine eklemiştir.

Son olarak Magnus, şu anda '6G' olarak tartışılan fikirlerin, potansiyel uygulamaların ve teknolojilerin çoğunun 5G'nin gelişmiş yinelemelerine dahil edileceğini öne sürmektedir.

Bu nedenle, 6G’nin ilk uygulama aşaması 5G teknolojisini derinleştirmek ve genişletmektir. Buna göre 6G, akıllı uygulamalar ve şebekelerin derin entegrasyonunu başarmak için yapay zeka, sınır bilişim ve IoT temeline dayanacak ve böylece sanal gerçekliği, sanal kullanıcıları, akıllı şebekeleri ve diğer fonksiyonları geliştirecektir. Yapay zeka teorisinin, yeni meta-malzemelerin ve yeni entegre antenlerin daha da olgunlaşmasıyla 6G, belki de sanal fiziksel alanın, düşünsel alanın, davranış alanın ve hatta yeni dünyanın inşasını bile gerçekleştirecektir.

Sonunda 6G ile sağlanan hizmetler iki sistemi içerecektir, gerçek dünya ve sanal dünya. Gerçek dünya sisteminin işi, gerçek dünyada her şeyi birbirine bağlamanın temel ihtiyaçlarını karşılamak için 5G teknolojisine dayanmaktadır. Sanal dünya sisteminin işi ise sanal dünyanın çeşitli ihtiyaçlarına karşılık gelen gerçek dünya işinin bir uzantısı olacaktır.