NGMN (NGMN Alliance, February 2015), ITU-R (Recommendation ITU-R IMT Vision, July 2015) ve 5G PPP (5G Infrastructure Association, February 2015) kuruluşları 5G’nin önemli yönlerini tanımlamıştır:
- Mobil teknoloji performansının; yüksek veri hacmi, düşük gecikme süresi, ultra yüksek güvenilirlik, yüksek bağlantı yoğunluğu ve yüksek hareketlilik ile arttırılması.
- Dikey uygulamaların tek bir ortak kablosuz iletişim ağına yakınsamasını desteklemesi. (Bu da ağ dilimlenmesi aracılığıyla çok çeşitli gereksinimler içeren kullanım örneklerini etkinleştiren ağ işlevlerinin esnek bir şekilde kullanılması ve yapılandırılmasıyla gerçekleştirilebilir. 5G İnsan Tipi İletişim (Human Type Communications – HTC) ile Makine Tipi İletişimi (Machine Type Communication – MTC) birleştiren ilk radyo iletişim sistemi olacak ve böylece IoT mümkün kılınacaktır.
- Yukarıdaki öğeler için etkinleştirici olarak hem mevcut mobil bantlarda hem de yeni spektrumda milimetre dalga aralığına kadar yükselebilen yeni bir esnek radyo arabirimi veya radyo arabirimlerinin olması. 5G, cihazdan cihaza iletişim (Device to Device-D2D) gibi değişik erişim teknolojilerini birleştirerek daha geniş bir kapsama alanı ve daha yüksek hareketlilik sağlayacaktır. Örneğin; yüksek hızlı trenlerin hızının 500 km/s’e çıkması öngörülmektedir. Yol güvenlik bilgisi kapsamında, 5G’nin ağ güvenilirliğini iyileştirmesi ve güvenlik kritikliğine sahip hizmetler için 10-5 paket kaybını sağlayacağı öngörülmektedir.
Otonom sürüş, 5G ile daha rahat ve kullanışlı bir şekilde yapılacaktır. Sürücülerin davranışlarına ve hareket halindeki engellere gerçek zamanlı tepki verebilmek için çok düşük bir gecikme süresi gerekmektedir. 5G’nin 1ms hava ara yüzü gecikmesi, altyapı modunda 5ms uçtan uca gecikme ile direkt modda 1 ms uçtan uca gecikme sağlayacağı öngörülmektedir. Bu da otonom sürüş gereksinimlerini karşılamaktadır. Ayrıca 5G teknolojisinin 1 metre gerçekliğinde konumlandırma doğruluğu sağlayacak olması otonom sürüş için çok önemlidir (5G-PPP, 2015c). 5G tarafından takip edilecek olan tasarıma göre güvenlik ilkesi de son kullanıcıların güvenliğini arttırmak için önemli bir yer tutmaktadır. 5G kapsamında aşağıdaki gibi çeşitli kullanım senaryoları gündeme gelebileceği değerlendirilmiştir:
- Ultra geniş bant bilgi-eğlence, güvenlik uygulamaları ve Avrupa’daki otoyollardaki otonom sürüş gibi otomotiv sektörüyle ilgili senaryolar.
- Sağlık bakımını, vatandaşlara ve hükümete uygun fiyatta tutarak, sürekli bakım genelinde sağlık sektörü yeniliği ve iş dönüşümü yapılmasını sağlayacak eSağlık senaryoları.
- Bağlantılı uçaklarda, demiryolunda ve Avrupa çapında hızlı ulaşımda güvenilir, yüksek kapasiteli genişbant bağlantısı ve çok yönlü kargo ile nakliye ve lojistik ağları.
- 2020 Avrupa Futbol Şampiyonası gibi büyük izleyicileri kapsayan önemli etkinlikler için güvenlik, güvenilirlik ve gerçek zamanlı genişbant bağlantısı sağlayan Kamu Güvenliği kullanım senaryoları.
- Bağlantılı otobüs barınakları, gerçek zamanlı trafik izleme ve analiz, kalabalık yönetimi, akıllı evler, yaşlanan nüfus, turizm ve reklam için artırılmış gerçeklik gibi akıllı şehir kullanım senaryoları.
Otomotiv
Otomotiv sektörü, 5G otomotiv vizyonuyla alakalı iki ana eğilim görmektedir. Birincisi otonom sürüş, ikincisi ise karayolu güvenliği ve trafik verimlilik hizmetleri olup başlıklar halinde aşağıda yer almaktadır.
Otonom sürüş: US Society of Automotive Engineers (SAE) ve German Association of the Automotive Industry’ye (VDA) göre, otonom sürüşle ilgili otomatikleştirmeyi arttıracak 6 seviye tanımlanmıştır (SAE Standard J3016, January 2014). 2025 yılına kadar olası işlevleri içeren otomatik sürüş örnekleri gösterilmektedir:
Teoride otomatik sürüş V2X iletişimi olmadan da mümkündür. Yakın zamanlarda sadece araca monteli yol sensörü tabanlı çeşitli otonom sürüş gösterimleri olmuştur. Örneğin 2014 yılında Audi A7 pilotlu sürüş otomobili Silicon Vadisinden Las Vegas’a kadar 550 millik otonom test sürüşünü tamamlamıştır. Ancak bu gösterilerde arka uç sunuculardan indirilen (V2N) yüksek çözünürlüklü dijital haritalar kullanılmıştır. Sadece araca monteli yol sensörü tabanlı otonom sürüş kablosuz iletişim desteği olmadan günümüze kadar mümkün değildir.
Karayolu güvenliği ve trafik verimlilik hizmetleri: Otomobil otomasyonu, rekabet ortamında teşvik edilerek artık çok hızlı gelişecektir. Ancak, bütün otomobiller yüksek seviyede otomatikleştirmeyle sunulacak mı? V2X bağlantısı yoluyla araç otomasyonu için toplanan bilgiler ayrıca uyarı uygulamalarının sürücüye sağlanmasını da mümkün kılabilcektir. simTD Projesi, DRIVE C2X Projesi, Compass4D Projesi gibi bazı ulusal kaynaklı projelerde otomobil sürücülerinin daha güvenli ve verimli araç sürmelerini destekleyen çeşitli V2X uygulamaları gösterilmiştir. Bu hizmetlerden bazıları aşağıda listelenmiştir;
- Kesişim çarpışma riski uyarısı
- Yoldaki tehlike durumu uyarısı (Yol çalışması, araba bozulması, olumsuz hava şartları vb.)
- “İtfaiye aracı yaklaşıyor” uyarısı
- Elektronik acil durum fren uyarısı
- Enerji verimli kavşak
- “Motorsiklet yaklaşıyor” uyarısı
- Kırmızı ışık ihlal uyarısı
- Trafik sıkışıklığı uyarısı
Akıllı ulaşım
5G imkânlarıyla donatılmış otomobillerin yollara çıkması ile birlikte sürüş deneyimi yeni baştan tanımlanacaktır. 5G sistemleri ve birbirleriyle iletişim halindeki otonom araçlar, şerit değiştirme uyarı sistemi, yaya algılama sistemi, hız uyarlama, acil çağrı ve konum bazlı hizmetler gibi özelliklerle hem trafiğin akışını hızlandıracak hem de kazaları en aza indirecektir. 5G tarafından sunulan en önemli avantaj, V2V (araçtan araca) ve V2I (araçtan altyapıya) iletişimlerinde daha da minimize edilebilen düşük gecikme süresinin yanı sıra, tek bir oturumda çok sayıda iletişim kanalı ve erişim noktası kullanma olanağı sunmakta ve bu da bağlantı yönetiminde ve hizmet sunumunda esnekliği artırmaktadır.
5G iletişim yetenekleriyle donatılmış olan gelecekteki ITS’nin algılama, ağ oluşturma, bilgi işlem ve kontrol işlevlerini de desteklemesi beklenmektedir. Böylece trafik tıkanıklıkları, acil durumlar ve kazayı azaltarak ulaştırma altyapılarının verimliliği büyük ölçüde artırabilir. Tüm bu konular akademisyenler, endüstriler ve standardizasyon organizasyonlarında incelenmektedir. İlgi alanları bunlarla sınırlı kalmamakla birlikte aşağıdakileri kapsamaktadır (ICT, 2016);
- ITS mimarileri ve hizmetleri
- ITS için düşük gecikmeli, yüksek güvenilirlikli iletişim teknolojileri
- Araç davranışı modeli ve çevre bilinci
- 5G’de ITS için sosyal ağlar
- 5G için spektrum erişim teknolojileri
- Cihazdan cihaza ITS için iletişim
- ITS’de kooperatif sürüş, akıllı ve otonom araçlar
- ITS’de mobil algılama ağı
- ITS’de şebeke ve bilgi hizmetleri
- IoV için etkili büyük veri analizi
- ITS için mobil bulut bilişim
- Güvenlik, gizlilik ve güvenirlik
- Simülasyon metodolojisi ve ITS platformu
- Testbed platformu ve saha denemeleri
Sağlık
5G ağları, sağlık hizmetlerinde yeni imkânlar sunacaktır. Hastaların tedavi olmak için doktora gitmeleri yerine 5G ağları, dünyadaki tüm hastaları ve doktorları birbirine bağlayabilecektir. IoT’ye daha fazla tıbbi cihazların bağlanmasıyla doktorların, hastanede bakım masraflarına gerek kalmaksızın hastaları izlemelerine imkan sağlayacaktır. Dijital görüntüleme; analiz edilebilmesi amacıyla dünyanın herhangi bir yerinden gönderilebilir, sağlık hizmeti sunucularından uzakta yaşayan hastalara erişimi genişletebilir ve ikinci bir görüş alınırken maliyeti düşürebilir. Tedavi seçeneklerinin genişletilmesine ek olarak IoT, tıbbi araştırmacılara hastalıkların bireyleri nasıl etkilediği konusunda daha fazla veri sağlayabilir ve bu sayede tedavileri özel durumlara uyarlayabilir.
Sağlık sektöründe öncü bir rol oynayabilecek bazı ilgili uygulama örnekleri aşağıda tartışılmıştır:
Sağlık görüntüleme: Sağlıkla ilgili göstergeleri izlemeye yarayan çeşitli türdeki sensörleri ve giyilebilir cihazları kapsamaktadır. Şu an için bu cihazlar merkezle haberleşirken kısa mesafeli haberleşme teknolojilerini ve LAN kullanılacaktır. Kişinin sağlık durumunu ve hastalık durumunu öğrenmesi veya kontrol etmesi için veriler uygulamalar (ör: akıllı telefonda) tarafından kullanılacaktır (ör: kan glukoz seviyesi kontrolü).
Yardımlı ameliyat: Tele yardım ve veri akışı ile bir cerrahın başka bir cerrahı uzaktan yönlendirerek ameliyatın gerçekleştirmesidir. Örneğin bir odadaki cerrah, videodan bakarak diğer cerraha ne yapacağını tarif edebilecektir. Telekom operatörü sanal müdahaleyi ve görüntü geri bildirimini sağlamada görevli olacaktır.
Uzaktan ameliyat: Bir cerrahın, ameliyatı uzaktan bir robotu kontrol ederek gerçekleştirmesidir. Aşırı yüksek güvenilirlik ve çok düşük gecikme süresi gerekli olacaktır. Ayrıca, yüksek çözünürlüklü video ve fotoğrafların cerraha gönderilmesi uplinkte yüksek bant genişliği gerektirecektir. Bu uygulamanın acil durumlarda uygulanabilmesi için her zaman ulaşılabilir robotlar ve bu konuda eğitimli cerrahların olması gereklidir.
Enerji
Enerji sektörü, 5G teknolojisinin imkânlarını kullanacak sektörlerin başında gelmektedir. 5G teknolojilerinin enerji sektörüne büyük katkı yapması beklenmektedir. Enerji santralleri 5G imkânları ile donatıldığında daha verimli çalışacaktır. Akıllı şebekeler enerjiyi daha ekonomik ve etkin bir biçimde dağıtacaktır.
Akıllı şebekelerin gelecekteki kullanım örnekleri şu şekilde özetlenmektedir:
-Gelecekteki akıllı şebekelerden, kendi kendini iyileştiren ağlar, yüksek hızlı arıza konumu, yalıtım ve güç restorasyonu beklenmektedir. Akıllı şebekelerde arıza durumuna hızlı tepki vermek, koruyucu fonksiyonların birbirleriyle az gecikme süresi ile iletişim kurması beklenecektir. Kendi kendini iyileştiren ağlar geniş bir konudur ve birçok farklı özellik içermektedir; koruma sistemi çalışma süresi boyunca diğer koruyucu cihazları bloke etmektedir, böylece devre kesiciyi açmadan önce arıza ile kesilen alan en aza indirilecektir.
-Uzaktan erişim sağlanan dağıtım, üretim birimleri, bağlantı kesilmesi gereken alana ait değilse, şebekeye bağlı kalması sağlanacaktır
-Arıza süresi boyunca şebekenin topolojisi kolayca yeniden düzenlenebilir, böylece güç restorasyonu mümkün olan en hızlı şekilde yapılabilecektir
Tarım
5G, tarımsal uygulamalarda kullanıldığında sistemlerin izlenmesine, takip edilmesine ve otonomlaşmasına imkân sağlayarak akıllı tarımın oluşmasında önemli bir rol alacaktır. Tarımsal IoT cihazları ürünle iletişime geçerek çitçilerin her şeyi günlük olarak daha iyi ölçmelerini sağlayacaktır. Geliştirilmiş ürün yönetimine, çevre faktörlerinin izlenmesine, hayvancılıkla ilgili analizlere ve hava durumu hakkındaki bilgilerin sağlanmasına imkân tanıyacaktır. Tarım ve çiftçilikte bu hususlar büyük önem taşımaktadır. Mevcut teknolojiler, akıllı tarım için gerekli olan veri miktarlarını ve hızı sağlayacak yeterlilikte değildir. Bağlantıların sağlanabilmesi için mikro hücreler, MIMO ve ağ dilimleme gibi gelişmekte olan teknolojilerin kullanılması gerekmektedir. 5G, tarımda toprağın nem seviyesinden, kimyasal kompozisyonuna kadar izlenebilen sistemler getirecektir, bu sistemler özel sensörler ile desteklenecektir. 5G’nin etkisiyle traktörlerden, ekin aletlerine kadar hemen hemen tüm tarım makineleri sensörlerle donatılmakta ve IoT ta-rım sektörüne de girerek tüm üretim süreci boyunca makinelerinin birbirleriyle iletişim halinde olması sağlanmaktadır.
5G ile desteklenecek olan akıllı tarım teknolojisi, tarım alanlarının sulama işleri için hazırlanan suyun biriktirildiği havuzu uzaktan yönetmek, içeriğinin analiz edilmesini sağlamak tarım alanlarınızın verimini arttıracağı gibi kullandığınız tarım ilaçlarının da mahsullerinize etkili bir şekilde işlemesini sağlayacak ve akıllı tarım ile aşağıda belirtilen hizmetlerden yararlanabilecektir (meridSMART);
- Sera/aydınlatma
- Sera/havalandırma
- Sera/İklimlendirme
- İzleme
- Toprak koşul takip
- Sulama/koşullu
- Zamanlama ve programlama
- Uzaktan erişim ve kontrol
Medya ve eğlence
Medya ve eğlence sektörü, tüketici davranışı, yeni cihazlar ve yeni hizmetlerin yer alması ile birlikte sürekli değişim göstermektedir. Görüntü ve müzikte HD akışı, son yıllarda mobil cihazlarda olağan sayılmaya başlanmış ve 4K / 8K akış ile bant genişliği gerekliliklerine eğilim artmaya devam etmiştir.
Medya ve eğlencede 5G ağlarını kullanacak olan potansiyel uygulamalar aşağıda yer almaktadır (Vodafone, 2017);
Sürükleyici deneyimler: Çevrimiçi AR/VR oyun veya deneyimler. Aynı zamanda dokunsal internet deneyimlerini de kapsamaktadır. Ses tanıma teknolojisi ve bilgisayarlarla açık konuşma ile sanal karakterlerle sesli etkileşime doğru gelişim sağlanabilir.
Yerinde deneyimler: İzleyicilere yeniden oynatma, farklı açıdan bakma, çeviri vb. gibi ek özelliklerin sağlanması.
Kullanıcı / makine tarafından üretilen içerik: Kullanıcılar veya makineler, sosyal medyaya veya çevrimiçi kanallara yüklenen kendi kendine oluşturulmuş görüntüleri kaydeden kullanıcı ve makineler.
Ortak medya üretimi: Farklı kullanıcılar tarafından birden fazla yerde aynı anda çalışılan içerik.
Dağıtık performans: Gerçek zamanlı olarak farklı yerlerdeki içeriğin kaynağından oluşturulan içerik.
Bu alanda 5G teknolojisi ile gelen yenilikler aşağıda yer almaktadır:
-Cihazların, yüksek kalite ve maksimum esneklik ile eğlence ve medyayı desteklemesi bekleniyor.
-Video içeriği ve etkileşimli kullanıcı deneyimi, sayısal web benzeri bir deneyimle entegre platformlara dönüşmesi beklenmektedir.
-Kullanıcı tarafından oluşturulan içerik hem kişisel hem de mesleki çevrelerde giderek daha fazla kullanılmaya başlanacak ve bu içeriğin çoğu bulutta depolanıp paylaşılabilinecektir.
Akıllı şehir/akıllı ev
5G, çok sayıda bağlantılı cihazın neden olacağı bağlantı zorluklarının üstesinden gelmek üzere tasarlanan alt yapıyı oluşturmaktadır. 5G ile interaktif, dinamik ve yanıt veren kablosuz iletişimlere olanak tanınacaktır. İleride daha akıllı şehirler ve evler, 5G sayesinde gerçek olacak ve 5G, daha yüksek bant genişliği ve daha az bekleme süresiyle akıllı kaynak tahsisi ile daha fazla veriyi daha verimli bir şekilde sunmaya olanak tanıyacaktır (Intel, 2016).
5G’nin hız ve daha fazla kapasite yeteneği, ağların daha fazla veriyi yönetmesine olanak tanıyacak dolayısıyla IoT’nin büyümesini kolaylaştıracaktır. IoT internete kablosuz olarak bağlanmakta; ağ üzerinden veriyi toplayan, gönderen ve alan sensörleri kullanmaktadır (Getachew vd., 2017).
IoT dünyasında tartışılmakta olan konulardan bir tanesi de akıllı şehirlerdir. Araç ve trafik izleme ve yönetimi, cadde ışıkları, atıklar, kirlilik gibi şehir ortamları gibi çeşitli alanlar bulunmaktadır. Bu alanlara ilişkin kullanım durumları aşağıda yer almaktadır (Mavromoustakis vd., 2016);
-Araç trafik izleme: Yoldaki sensörlerin trafik sıkışıklığını, zarar görmüş yolları ve yeniden rota belirlemesi ile ilgili bilgileri algılaması.
-Cadde ışıkları: Araba veya insanların hareketlerini algılayan sensörle donatılan cadde ışıkları o bölgede hareket olduğu zaman yanabilmesi aksi takdirde sönebilmeesi. Bu, enerji tasarrufuna dolayısıyla ekonomiye fayda sağlayacaktır.
-Şehir planlaması: şehrin nasıl planlanacağı ile ilgili sensör verilerinin toplanılarak kullanılması.
-Şehir yapısının izlenmesi: yolların düzgünlüğü, köprünün güvenli olup olmaması gibi.
