Telematik İletişim Teknolojileri Ve Kablosuz Erişim
Transkript
Telematik İletişim Teknolojileri Ve Kablosuz Erişim
Telematik İletişim Teknolojileri Ve Kablosuz Erişim Wireless Access and Telematics Communication Technologies Faruk YAYLA Sektörel Araştırma ve Stratejiler Daire Başkanlığı Telekomünikasyon Kurumu, Ankara e-posta:fyayla@tk.gov.tr Özet Günümüzde Telematik sistemleri hizmetlerini, 2G/3G hücresel sistemlerini ve IPv4 internet protokolünü kullanarak sunmaktadırlar. İleri Telematik hizmetlerin güvenli, etkin ve yaygın kullanılabilmesi için ise Yeni Nesil Şebekelerin (NGN-Next Generation Networks) ve IPv6’in internet protokolü olarak kullanılması gerekmektedir. Böylece, NGN kullanılarak daha yüksek hızlarda, hizmet kalitesini sağlayan ses, görüntü ve veri alışverişi yapılabilmekte, IPv6 ile de hem her araca adres atanabilmekte hem de daha güvenli iletişim sağlanabilmektedir. Her ne kadar ülkemizde telematik hizmetleri çok kısıtlı hizmetlerle yeni yeni verilmeye başlanmış olsa da ulaştırma sistemimizin dönüşümü gerçekleştirebilmemiz için sistemi yaygınlaştırmamız gerekmektedir. Bu yazının konusunu telematiğin geleceğidir. Geleceği görerek bugünden ne yapmamız gerektiğini daha iyi görebiliriz. sanayileşememiş bir ülkenin bu kez bu treni kaçırmaması gerekmektedir. Bu ortak akıl, DPT’nin “Bilgi Toplumu” olmaya yönündeki stratejileri ile hayata geçirilmeye çalışılmaktadır. Peki, Bilgi Toplumu nedir? Bilgi toplumunu, teknolojilerin gelişimiyle bilginin elde edilmesinin, işlenmesinin, üretilmesinin ve çıktı elde edilerek bilgi sermayesi oluşturulmasının, bunun sonucunda nitelikli insan faktörünün önem kazandığı, eğitimin sürekliliğinin önemsendiği, her alanda bilgi ve teknolojinin kullanılarak toplumu ekonomik, sosyal, kültürel ve siyasal açıdan sanayi toplumunun ötesine taşıyan bir gelişme aşaması olarak tanımlayabiliriz. 1. GİRİŞ Bu dönüşümün bir ayağını da ulaştırma sektörü oluşturmaktadır. Telematik sözcüğü “telecommunications” ve “informatics” sözcüklerin birleşiminden oluşmaktadır ve uzak, farklı ve birbirinden bağımsız çalışan bilgisayar ağı sistemleri arasında bilginin, verinin işlenmesi ve dijital alışveriş anlamına gelmektedir. Günümüzde bu sözcüğün anlamı daralarak otomobil ve ilgili sistemler için kullanılmaya başlamıştır. Dolayısıyla telematik, günümüzdeki anlamıyla, otomobil ile uzak bir yer arasında bilgi alışverişi anlamına gelmektedir. Telematik sunduğu hizmetler nedeniyle bütünleşmiş bir komünikasyon altyapısına sahip olmak zorundadır. Örneğin GPS için uydu bağlantısına ihtiyaç duyarken, LBS/GIS (Location Based Service-Konum Tabanlı Hizmetler, Geographic Information System-Coğrafi Bilgi Sistemi), trafik bilgi hizmetleri, uzaktan araç tanısı, acil yardım gibi mobil multimedya hizmetler için GSM veya UMTS gibi hücresel sistemlere, WiMAX ve WRAN gibi kablosuz genişbant sistemlerine ihtiyaç duymaktadır. Benzer şekilde, ACC (Adaptive Cruise Control, Uyarlamalı Takip Sistemi), LDWS (Lane Departure Warning System, Şerit Terki Uyarı Sistemi) ve benzeri araç güvenliği yardımcı sistemler için, sensörlerin, kameraların, radarların eşgüdümlü çalışması gerekmektedir. İnsanlığın binlerce yıllık tarihinde pek çok çağ geride kaldı ve şimdi bilgi çağındayız. Bu çağda, sermaye, emek ve doğal kaynaklar gibi üretim faktörleri önemini kaybederek bilgi ve insan gibi üretim faktörleri sivrilmiştir [1]. Ülkemiz gibi geride kalıp yeterince Telematiğin, mobil iletişim teknolojileri, kablosuz erişim teknolojileri, katma değer hizmet sağlayıcılar, ikinci el otomobil piyasası, otomobil yedek parça, sigorta ve oto tamir gibi piyasalarda çok derin etki bırakması beklenmektedir. Telematiğin başarılı bir Anahtar sözcükler: Telematik, Kablosuz Erişim, IPv6, NGN. Abstract Recently, telematics services have been given by 2G/3G cellular systems and IPv4 internet protocol. In order to use the Advanced Telematics Services securely, widely and efficiently, Next Generation Networks and IPv6 should be used as communication technology and Internet protocol. Therefore, with the usage of NGN, voice, video and data communication provided Quality of Service, can be established. With the usage of IPv6, IP addresses can be appointed, and safe communication can be provided. Although, in Turkey, telematics services are given very limited, in order to realize the transformation of the transportation system in Turkey, the system should be extended. The topic of this article is the future of telematics. Forecasting tomorrow brings us a great opportunity; realizing what to do now. şekilde uygulanmasında iletişim sistemlerinin ortak çalışması ne kadar etkili ise yukarıda bahsedilen sektörlerin de eşgüdümlü çalışması o kadar etkilidir. Günümüzde Telematik hizmetleri daha çok WLAN, DSRC (Dedicated Short Range Communication-Kısa Mesafe Telsiz İletişim) gibi sistemler üzerinden verilirken ilerde bu hizmetlerin 100 Mbps iletişimi destekleyebilecek, daha ileri mobil iletişim ağları (4G) ve DMB (Digital Multimedia Broadcasting) üzerinden verilmesi beklenmektedir [2]. Bu çalışmada Telematik Hizmetlerine kısaca değinilip telsiz erişim tekniklerin ve araç içi-dışı ağlar incelenecektir. 2. TELEMATİK HİZMETLERİ Tablo 1: Telematik Hizmetleri Kategori Hizmet Sürücüler (Kolaylık ve güvenlik için) Acil Yardım, Güvenlik, Sürücü Yardımı, Yol Gösterme, Trafik Bilgi Hizmeti, Çarpışma Önleyici [3], ETC (Electronic Toll Collection) Yolcular (Mobil Ofis) Eğlence (film, müzik, oyun), Mesaj Aktarımı, Mobil İnternet Araç Bakım Araç Bakım, Araç Tanı ve Tamir, Sigorta, Araç Kara Kutusu Yol Yönetimi Her zaman her yerde, yön ve hız, yol bilgisi 2.1. Hizmet Kapsamı Telematik hizmetlerin desteklenip, etkin sunulabilmesi için gerektiğinde düşük maliyete trafik bilgilerini hızlı toplayıp işleyecek, kontrol edecek ve dağıtacak bir altyapıya ihtiyacımız bulunmaktadır. Aşağıdaki şekilde bu sistemin bir örneği bulunmaktadır. Yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi telematik hizmetleri çeşitli ve özelleştirilebilir hizmetlerdir. Sadece sürücü için değil, yolcu için de eğlence başta olmak üzere ofis uygulamaları vb mevcuttur. Mobil internetin önemli bir uygulama olarak sivrileceği kesin olmakla birlikte QoS (Quality of Service – Hizmet Kalitesi) sağlanması şarttır. Son olarak ilerde araç bilgisinin tutulduğu kara kutu’nun da araca takılması beklenmektedir. Bu hizmetlerin çeşitlenip, başarılı bir şekilde sunulması telekomünikasyon ağının kapasitesiyle çok alakalıdır. Dolayısıyla telekomünikasyon alanındaki gelişmelerin Telematik hizmetlerine yansıması olumlu olacaktır. 2.3. Telematik Terminali Şekil 1: Telematik Sistemi Şekil 1’de görüldüğü gibi trafik bilgisi gerçek zamanlı trafik bilgi toplama ağından elde edilmektedir. Trafik Bilgi Merkezi, Telematik Hizmet Sağlayıcısına konum, trafik bilgisi, harita bilgisi, içerik ve kullanıcı bilgisi sunmaktadır. Telematik Hizmet Sağlayıcı konum ve araç bilgilerini aracın terminalinden alıp istenen telematik hizmetlerini müşteriye sağlamaktadır. 2.2. Ana Telematik Hizmetleri Telematik hizmetlerini mümkündür. şu şekilde gruplandırmak Günümüze her ne kadar telematik hizmetlerinin alınması için mobil telefonlar, PDA’ler vb gibi terminaller kullanılıyorken [4], ilerde tüm bu terminallerin sunduğu hizmetleri kapsayacak ana bir terminalin kullanılması beklenmektedir. Bu terminalin önündeki en büyük engeller, ana terminalin olası yüksek maliyeti (yüksek fiyat) ve telematik sistemlerin yeterince yaygınlaşmaması nedeniyle hizmet fiyatlarındaki yüksekliktir. Yeni iletişim metotlarının girişi ve telematik hizmetlerinin yaygınlaşmasına neden olacak “vurucu” bir hizmetin sunulması ile bu engeller ortadan kalkması beklenmektedir. Aşağıdaki tabloda terminaller ve bu terminaller üzerinden alınabilecek hizmetler gösterilmektedir. Tablo 2: Telematik Terminal Türleri ve Verilecek Hizmetler Tür Hizmet Not Mobil Telefon Acil Yardım (119) Konum bilgisi ve SOS aktarma Araç Navigasyonu Yol Takip Hizmeti GPS, Harita Bilgisi, LCD gösterge Harita ve GPS Oto-PC Bilgi işleme ve Araç içi Veritabanı Yönetimi, Araç Kara Kutusu GIS, Konum Bilgisi, Sürüş Bilgisi DSRC Terminali ITS tipik hizmetler, ETC, Trafik Bilgisi vb ITS’ye adanmış terminal Çok modlu terminal İleri Telematik Hizmetleri Entegre hücresel, DSRC, GPS, GIS. 3. Kablosuz Erişim Teknolojileri 3.1. Durum Telematik hizmetlerinin verilebilmesi için bilgi toplayan ve dağıtan ağların kablosuz olması gerekmektedir. Bu nedenle günümüzde ses ve düşük hızda veri transferi için ikinci nesil mobil hücresel sistemler kullanılmaktadır. Çoklu ortam hizmetlerinin verilebilmesi için ise ileri hücresel teknolojilerin, özellikle de yüksek hızda veri iletişim teknolojisinin geliştirilmesi gerekmektedir. Önümüzdeki yıllarda araç içi yüksek hızda mobil internet hizmeti ana bir hizmet olarak kullanılmaya başlayacağına kesin gözüyle bakılmaktadır. Bunun için yüksek hızlı kablosuz ağlar gerekmektedir. 3.2. Telematik Ağ Yapısı Telematik hizmetlerinin verilmesi için kablolu ve kablosuz iletişim ağlarının yaygınlaştırılması gerekmektedir. Hızlı, doğru ve güvenilir bilginin toplanması, işlenmesi ve dağıtılması, trafik bilgisinin toplandığı GPS, DSRC, RFID, RF, GSM/UMTS, WiMAX vb gibi sistemlerinin beraber çalışabilmesine bağlıdır. Şekil 2’de bir telematik iletişim senaryosu gösterilmektedir. Şekil 2: Telematik Sisteminde Kablosuz Erişim [5] 3.3. Kablosuz Erişim Teknolojisi Önceden de belirtildiği gibi günümüzde telematik için kullanılan iletişim teknolojileri hücresel sistemler, DSRC, WLAN ve benzeri sistemlerdir. Dolayısıyla, telematik hizmetini almak için kullanılabilecek kablosuz iletişim teknolojisi şu an için daha çok hücresel sistemler (2G/3G) ile sınırlıdır. Yakın gelecekte 4G’nin (Hücresel) veya Hpi’yi (High Speed Portable Internet) sağlayabilecek WLAN teknolojilerinin geliştirilmesi beklenmektedir. Gerçek zamanlı OS (Operating System–İşletim Sistemi), mobil IP, kablosuz link kontrol ve daha önemlisi hizmet bağlantısının devamını sağlayan handover teknolojilerinin desteklenebilmesi için erişim teknolojisinin geliştirilmesi gerekmektedir. Geliştirilmesi gereken diğer spesifik teknolojiler de şunlardır: kablosuz erişim/kızılötesi iletim teknolojisi, direktif anten teknolojisi, yüksek hızlı paket routing teknolojisi, çoklu kanal iletimi destekleyen MAC teknolojisi, vb. 3.4. Araç içi Kablosuz Ağ Teknolojisi Araç içi kablosuz ağ teknolojisinin kullanılması sürücülerin veya yolcuların PDA, Laptop, kamera, vb gibi portatif donanımları kablo bağlantısı olmadan ve araç içindeki telematik araçlarının kablo yapısını değiştirmeden kullanabilmesi için esas teşkil etmektedir [6]. Günümüzde AMI-C [7] (The Automotive Multimedia Interface Collaboration – Otomobil Multimedya Ara Yüzü İşbirliği) ile bluetooth teknolojisi araç içi kablosuz ağda kullanılabilmektedir. Böylece mobil telefon ile ses ve düşük hızlı veri iletimi yapılabilmektedir. Bununla beraber, mobil telefonun telematik terminali ile bağlantısı, araç içi aygıtların birbirleriyle iletişimi veya araç-araç iletişimi için daha yüksek hızlarda veri iletişimine ihtiyaç duyulmaktadır. 1 Mbps’lik bağlantı hızı araç içi kablosuz ağın etkin (QoS) çalışabilmesi için yeterli değildir ve AMI-C’nin sistem konfigürasyonu araç içi kablosuz ağ mimarisini değiştirmek zorundadır. UWB (Ultra Wide Band) teknolojisi (IEEE 802.15, fiziksel katman) hizmet kalitesinin (QoS) sağlanabilmesi için kullanılabilecek alternatif bir teknoloji olarak sivrilmektedir. UWB’nin çok düşük emisyon gücü bulunmaktadır ve bu nedenle çok geniş frekanslarda bile aracı ya da aygıtları etkilememektedir. Buna ek olarak UWB’nin araç içi kablosuz ağda kullanılmasının pek çok avantajı bulunmaktadır. Örnek olarak, 480 Mbps’ye kadar veri iletebilmekte ve araç içi aygıtların çoklu ortam iletişiminde çok kolay bağlantı kurabilmektedir. Bu nedenle araç içinde UWB ağı kullanılması uygun bulunmuştur. Aşağıdaki şekilde araç içi telematik sistemlerinin işleyişine yer verilmiştir. Şekilde de görülebileceği gibi ana telematik platformu gelen verileri işleyip değerlendirmektedir. Bu sistemin etkin çalışabilmesi için araç dışı olduğu kadar araç içi kablosuz ağın da etkin çalışması gerekmedir. dağıtım ağıyla dünyaya pazarlanması ülkemizdeki otomotiv endüstrisi için çok büyük bir fırsattır. Sonuç olarak, ülkemizde büyük bir trafik problemi mevcuttur. Bu kazaların ülkeye maddi ve manevi maliyeti inanılmaz boyuttadır. Ulaştırma sistemine telematik hizmetlerin entegrasyonu, başta trafik kazaları olmak üzere pek çok trafik problemi ile başa çıkmaya yarayacaktır. “Bilgi Toplumu” olmak yönündeki hedefe bir adım daha atılmış olacaktır. KAYNAKLAR [1] Kocacık, Faruk, Mayıs 2003, “Bilgi Toplumu ve Türkiye”, C.Ü. Soysal Bilimler Dergisi, Cilt:27 No:1 [2] Cho, Hanbyeog and Oh, Hyunseo, 2003, “Telematics Networks and Wireless Access Technology”, Workshop on Standardization in Telecommunications for Motor Vehicles, Geneva http://www.itu.int/ITUT/worksem/telecomauto/presentations/telecomauto_11 03_s1p3_pres.zip [3] Wagner, M, Rollmann, G, Schmid, V, Appenrodt, N and Dickmann, J,2003,” Inter-Vehicle Communication based on Short Range Radar Technology”, ITU-T Workshop on Standardization in Telecommunition for Motor Vehicles http://www.itu.int/ITUT/worksem/telecomauto/presentations/telecomauto_11 03_s2p7_pres%20.zip [4] Şekil 3: Araç İçi Haberleşme 4. SONUÇ Telematik hizmetlerinin yaygınlaşması, daha etkin, ekonomik, eğlenceli ve güvenilir bir ulaşım sistemi için temel teşkil etmektedir. İleriki yıllarda, araba sadece ulaştırma aracı fonksiyonunu yürütmeyecek bunlara ek olarak, ofis veya eğlence merkezi olarak da kullanılacaktır. İnsanoğlunun araç başında geçirdiği süre her geçen artarken bu tip hizmetlere olan talep de benzer şekilde artacaktır. Telematiğin söz konusu işlevselliğinin yanında aynı zamanda ülkemizde de çok önemli bir problem olan trafik kazalarının azaltılmasına katkıda bulunacağını, Avrupa Birliği’nde yürütülen çeşitli projeler neticesinde elde edilen başarılardan anlamak mümkündür. Ülkemiz aynı zamanda otomotiv yan sanayide oldukça güçlü bir konumda bulunmaktadır. Telematik uygulamalarına yönelik tasarlanmamış eski araçların sisteme entegrasyonunda, bu araçlara entegre edilecek aygıtların üretiminin başlanması, bu aygıtların iyi bir Kitawaga, Nobuaki, 2005, “Telematics Service Solutions for MM Communications on the Move”, The Fully Networked Car, A Workshop on ICT in Vehicles http://www.itu.int/ITU-T/worksem/ictauto/200503/presentations/s8-kitagawa.pdf [5] Fischer, Dr.Hans-Joachim, “ITS Technical Challenges – Road Transport”, ETSI Technical Development in Standardization http://www.etsi.org/ictroadshow/DE_pages/DE_presen tations_WIP/08_ITS-challenges-fhj.ppt [6] Matsumoto, Mitsuji, 2005, “Ubiquitous Services and Applications: Needs of Mobile Users”, The Fully Networked Car, A Workshop on ICT in Vehicles http://www.itu.int/ITU-T/worksem/ictauto/200503/presentations/s8-matsumoto.pdf [7] Mc Cormick, Scott J, 2003, “AMI-C (Automotive Multimedia Interface Collaboration)”, ITU-T Workshop on Standardization in Telecommunition for Motor Vehicles http://www.itu.int/ITUT/worksem/telecomauto/presentations/telecomauto_11 03_s1p2_pres.zip