Gigabit LTE Nedir?

In Makale by Muhsin BayramLeave a Comment

Mobil ağ teknolojisinde son nokta olan Gigabit LTE hakkında bilmeniz gerekenleri bu yazıda anlatıyoruz.

2017 süresince pek çok alanda yeni teknolojilerle buluşacağız. Söz konusu mobil ağ teknolojileri olduğunda, hayatımıza girmesi en muhtemel yeni teknoloji ise Gigabit LTE olacağa benziyor. Dünya çapında pek çok telekom firması, bu yeni bağlantı standardını müşterilerine sunmak için çalışmalara başladı bile. Biz de bu yazımızda bu teknoloji hakkında bilmeniz gerekenleri sıraladık.

Gigabit LTE, adından da anlaşılabileceği gibi ideal koşullarda 1 Gbps hıza ulaşabilen yeni bir LTE standardı. Teorik olarak bu hıza sahip ağlarda 125 MB/s indirme hızına ulaşabilmek mümkün olacak. Ancak yukarıda belirttiğimiz gibi bu hıza ulaşmak için ideal şartların sağlanması gerekiyor. Bu nedenle her ne kadar Gigabit LTE standardı 1 Gbps bağlantı hızı sunsa da, gerçek hayatta kullanıcılar bu hıza ulaşamayabilir.

Yeni LTE standardının adındaki “gigabit” teriminin sadece indirme hızı için geçerli olduğunu da belirtelim. Gigabit LTE, söz konusu yükleme hızı olduğunda 150 Mbps’e kadar destek sunuyor. Bu da teoride 18.75 MB/s’lik bir yükleme hızı anlamına geliyor.

Gigabit LTE’nin arkasındaki teknoloji

Gigabit LTE teknolojisini tümüyle anlayabilmek için öncelikle daha eski LTE standartlarını ve bu teknoloji ile ilgili bazı terimleri öğrenmemiz gerekiyor.

LTE teknolojisi ile ilgili ilk öğrenmemiz gereken şey isimlendirme sürecidir. Birkaç yılda bir, mobil ağ teknolojileri standartlarından sorumlu olan 3GPP (3rd Generation Partnership Program), mobil ağ standartları için yeni bir güncelleme yayınlar. Bu güncellemelerin bir kısmı, LTE teknolojileri ve özellikleri için geliştirmeler içerir.

Her yeni 3GPP güncellemesi, belirli özellikleri karşılamak için gerekli olan çeşitli teknolojileri tanımlayan yeni LTE kategorileri içerir. Örneğin 3GPP Release 8 güncellemesi, 150 Mbps indirme ve 50 Mbps yükleme hızını LTE standardına kazandıran Cat 4 teknolojisini içeriyordu.

Gigabit LTE ise LTE Cat 16 indirme teknolojisini temsil ediyor. Bu teknoloji ilk olarak 3GPP Release 12 güncellemesi ile tanıtılmıştı. Günümüzde kullanılan LTE teknolojisi, Gigabit LTE’yi Cat 13 yükleme teknolojisi ile birleştirip 150 Mbps yükleme hızına ulaşılmasını sağlıyor.

Günümüzde en sık ve en yaygın şekilde kullanılan LTE standardı olarak Cat 4 teknolojisini gösterebiliriz. Kullanıcılara vadedilen 150 Mbps indirme hızına ulaşabilmek için Cat 4 64QAM ve tek bir 20 MHz hat üzerinde 2×2 MIMO kullanır.

Eğer bu terimler kafanızı karıştırdıysa, ihtiyacınız olan terimleri kısaca özetleyebiliriz.

  • QAM veya uzun adıylaQuadrature Amplitude Modulation, LTE kanalında kullanılan dijital modülasyonu temsil eder. Daha yüksek QAM değerleri, veri iletimi sırasında daha fazla bit kullanıldığı anlamına gelir. Kısaca bit sayısı ne kadar fazlaysa, iletim hızı o kadar yüksek olur. Öte yandan bit sayısının artması, sinyal kalitesi düştükçe bitleri çözümlemenin zorlaşması anlamına gelir.
  • MIMO veya uzun adıyla Multiple-Input and Multiple-Output, veri iletimi ve alımı için kullanılan anten sayısını temsil eder. 2×2 MIMO, hem iletim hem de alım için ikişer antenin kullanıldığı anlamına gelir. Anten sayısı ne kadar yüksekse iletim hızı o kadar yüksekdir.
  • Hat, verilerin içinden geçtiği elektromanyetik kanala verilen isimdir. Hatlar, ne kadar elektromanyetik spektrumun tüketildiğini belirten ve MHz ile temsil edilen bir boyuta/bant genişliğine sahiptir. Bant genişliği ne kadar yüksekse elde edilen performans da o kadar iyidir. LTE ağlar en fazla 20 MHz’lik bant genişliği kullanır.
  • Bant, hattın iletildiği frekansların aralığını temsil eder. Daha kolay anlaşılması için tek bir frekans ile özetlenen bu veriler, genellikle hattını kullandığınız şirket tarafından sağlanır. Bu frekanslar, kullanılan ağlar ile uyumluluk sağlamak için oldukça önemlidir. Örneğin en sık kullanılan bantlardan biri olan Band 3, kağıt üzerinde 1800 MHz değerine sahip olsa da, iletimler için 1710 ile 1785 MHz frekansları arasında çalışır.
  • CA, veya uzun adıyla Carrier Aggregation, veri çıkışı ve iletim hızını geliştirmek için birden fazla hattın bir arada toplanmasına verilen isimdir. Örneğin 2xCA, iki adet 20 MHz’lik hattı, tek bir 40 MHz’lik oluşturmak için birleştirebilir ve bu sayede bant genişliğini ve doğal olarak hızı iki katına çıkarabilir. Birleştirilecek hatlar genelde farklı bant genişliklerinden seçilir. Örneğin bir 2xCA toplayıcı, bir adet 1800 Mhz, bir adet de 2100 Mhz bandından hat toplayabilir.

QAM, MIMO ve CA değerleri, farklı kombinasyonlar ile LTE Cat seviyelerini ve erişilebilen en yüksek hızlı belirler. Örneğin tek antenli 20 MHz’lik bir hat, 64 QAM ile birleştirildiğinde 75 Mbps standart hıza ulaşabilir. Anten sayısını ikiye katlayan 2xMIMO kullanan Cat 4 hatlar ise, doğru orantılı bir şekilde 150 Mbps standart hıza ulaşabilir.

Bir diğer güncel LTE seviyesi olan Cat 6 ise 2×20 MHz CA ve 2×2 MIMO ile 300 Mbps indirme hızına ulaşabiliyor. Önceki durumlarla karşılaştırdığımızda, Cat 6 seviyesinde her biri 75 Mbps hıza sahip dört adet LTE akışının olduğunu görüyoruz.

Son olarak Cat 4 veya Cat 6 kadar sık kullanılmayan Cat 12 hatlar,  3×20 MHz CA ve 256QAM değerleri ile 600 Mbps hızına ulaşabiliyor. 256QAM sayesinde her LTE akışı, %33 daha yüksek bir hıza sahip oluyor. Bu da her akışın 75 Mbps hızından 100 Mbps hızına yükselmesi anlamına geliyor. 3×20 MHz CA ve 2×2 MIMO sayesinde 6 adet LTE akışı birleştiriliyor ve 600 Mbps’lik bir indirme hızı elde ediliyor.

Bu verilerden anlaşılabileceği üzere her yeni LTE seviyesi, daha yüksek indirme hızları sunuyor ve bu da QAM, MIMO ve CA değerleri ile oynanarak elde ediliyor. Gigabit LTE ise bu değerleri şimdiye kadarki en yüksek seviyeye çıkarmışa benziyor.

Gigabit LTE bağlantısını elde etmek için 256QAM ile 100 Mbps hıza sahip LTE akışları elde ediliyor. Bu akışlardan 10 tanesi birleştirilip 1000 Mbps indirme hızı elde ediliyor. Kullanılan akışlardan ilk sekizi, 4×4 MIMO ve  2×20 MHz CA değerlerine sahip ve toplamda 800 Mbps’lik bir hız sağlıyor. Geri kalan iki akışsa 2x2MIMO ve 20 MHz CA değerleri ile geri kalan 200 Mbps’lik açığı dolduruyor.

Özetleyecek olursak Gigabit (Cat 16) LTE, 256QAM, 3×20 MHz CA ve 4×4 MIMO değerleri ile 1000 Mbps indirme hızına ulaşabiliyor.

Söz konusu yükleme hızı olduğunda ise Gigabit LTE, şimdilik Cat 13 seviyesini kullanmak zorunda zira Cat 16 seviyesi kendi yükleme özelliklerine sahip değil. Bu da, Gigabit LTE’nin 2×20 MHz CA ve 64QAM değerleri ile 150 Mbps’lik bir yükleme hızına sahip olduğu anlamına geliyor.

Cat 16’nın Gigabit LTE dışında kullanılabilen bir diğer seçeneği daha mevcut. Daha karmaşık olan 4x4MIMO antenler yerine 2×2 MIMO kullanan bu ikincil seçenek, 256QAM ve 4×20 MHz CA değerleri ile 800 Mbps indirme hızına ulaşabiliyor. Bu değerler her ne kadar Gigabit LTE seviyesinde olmasa da, diğer pek çok LTE seviyesinden daha yüksekte.

Gigabit LTE’nin en büyük avantajı

Gigabit LTE’nin en bariz avantajı tabii ki 1000 Mbps’lik indirme hızı sunması. Ancak bir mobil ağdan en iyi performansı almak için baz istasyonlarına belirli bir yakınlıkta olmak gerekir. İstasyondan ne kadar uzaksanız; hat sayısı, anten sayısı ve doğru orantılı olarak da indirme hızı azalmaya başlar.

Gigabit LTE’nin yüksek anten ve hat sayısı ise, istasyondan uzaklaşılması durumunda dahi etkileyici hızlar elde edilmesini sağlıyor. Eğer şehir dışındaysanız ve bulunduğunuz bölge 3 hat yerine 2 hat destekliyorsa, 4x4MIMO antenleri kullanarak cihazınız teoride 800 Mbps hıza ulaşabilir. Eğer daha da uzaktaysanız, 2x2MIMO ve 64QAM seçenekleri ile yine 450 Mbps gibi yüksek hızlara ulaşılabilir. Hat sayısı, anten ve modülasyon seçenekleri değiştikçe, elde edilebilecek hızlar da değişecektir.

Gerçek hayatta Gigabit LTE

Kablosuz teknolojilerin doğası gereği çoğu zaman vadedilen indirme ve yükleme hızlarına tam anlamıyla ulaşmak mümkün değildir. Gigabit LTE için de aynı durum geçerli. Teoride vadedilen 1000 Mbps indirme hızını elde etmek için kullandığınız cihazın baz istasyonuna bitişik olması, istasyona başka bir cihazın bağlı olmaması ve Gigabit LTE’yi kusursuz bir şekilde işleyebilen bir cihaza sahip olunması gerekiyor.

Bu senaryo her ne kadar imkansız olsa da, gerçek hayatta yine de yüksek indirme ve yükleme hızlarına ulaşmak mümkün. Gigabit LTE için gerçekleştirilen testler ve bu teknolojiyi yaymayı planlayan şirketlerden gelen raporlara bakacak olursak, Gigabit LTE’nin potansiyeli hakkında daha net fikirlere sahip olabiliriz.

Avustralya’nın en büyük telekom şirketi olan Telstra, geçtiğimiz aylarda Qualcomm, Ericsson ve Netgear ortaklığında sergilediği sunumda, Gigabit LTE’nin ulaşabildiği hızları canlı bir şekilde gösterdi.

Telstra’nın sergilediği testte, Gigabit LTE teknolojisine sahip bir ağ düzeneğinin Speedtest.net üzerinde 930.45 Mbps indirme ve 127.54 Mbps yükleme hızına ulaştığı görüldü. Bu sonuçlar Netgear’in yeni nesil Nighthawk M1 modemi kullanılarak elde edildi. Testin Gigabit LTE baz istasyonuna sahip bir terasta, diğer hiçbir elektronik eşyanın sokulmadığı bir ortamda gerçekleştiğini de belirtelim.

Aynı etkinlikte gerçekleştirilen bir diğer test ise, istasyona birden fazla modem bağlandığında elde edilen sonuçları gösterdi. Birden fazla Nighthawk M1’in kullanıldığı testte her cihazın ortalama 300 Mbps indirme hızına ve 100 Mbps yükleme hızına ulaştığı görüldü.

Gigabit LTE’nin, günümüzde kullanılan ana akım Cat 4/6 LTE ile karşılaştırıldığı bir başka test, iki teknolojinin arasındaki farkı net bir şekilde ortaya çıkardı. Yapılan testte Gigabit LTE ağı 250 Mbps’in üzerinde bir indirme hızına ulaşırken, daha eski olan LTE ağı 40 Mbps hızında takılı kaldı.

Gigabit LTE için gerekli cihazlar

Bir ağ sisteminin Gigabit LTE desteklemesi için baştan sona altyapı değişikliğinden geçmesi gerekiyor. Baz istasyonları, ağ istemcileri, kullanılan cihazlar ve kimi zaman istasyonlar arası internet taşıyıcıları dahi Gigabit LTE uyumlu donanıma sahip olmalı. Bir başka deyişle eğer kullandığınız cihaz Gigabit LTE uyumlu değilse, Gigabit LTE ağından istediğiniz performansı elde edemezsiniz. Öte yandan Gigabit LTE uyumlu cihazınız, uyumsuz bir ağda yine istenen sonucu veremeyecektir.

Şu anda piyasada bulunan Gigabit LTE destekli ağ kartları ve modemlerin sayısı oldukça kısıtlı. Qualcomm’un Snapdragon X16 ağ kartı, şimdilik piyasada bulunan tek ağ kartı. 256QAM, 4×20 MHz CA ve 4×4 MIMO gibi Gigabit LTE’nin kilit gereksinimlerine sahip olan X16, aynı zamanda WCDMA ve GSM gibi eski teknolojiler için geriye dönük uyumluluğa sahip. X16 tekil olarak modemler, araçlar ve diğer elektronik eşyalarda kullanılırken; Snapdragon 835 yonga seti, CPU ve GPU elementlerinin yanı sıra X16 ağ kartına da ev sahipliği yapacak.

Snapdragon X16, 2017’nin ilerleyen aylarında Snapdragon 835 kullanan cihazlar piyasaya sürüldükçe daha da yaygınlaşacak. Ancak belirtmemiz gerekir ki, Snapdragon 835 kullanan her cihaz Gigabit LTE uyumlu olmayacak. Sadece gerekli antenlere sahip olan cihazlar Gigabit LTE’nin tüm nimetlerinden faydalanacak.